add isl_set_from_pw_aff
[platform/upstream/isl.git] / doc / user.pod
1 =head1 Introduction
2
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
12
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
22
23 =head2 Backward Incompatible Changes
24
25 =head3 Changes since isl-0.02
26
27 =over
28
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
31
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
35
36 =back
37
38 =head3 Changes since isl-0.03
39
40 =over
41
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
46
47 =back
48
49 =head3 Changes since isl-0.04
50
51 =over
52
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
55
56 =back
57
58 =head3 Changes since isl-0.05
59
60 =over
61
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
64
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
69
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take a B<map> space as input.  An old call
72 C<isl_map_identity(space)> can be rewritten to
73 C<isl_map_identity(isl_space_map_from_set(space))>.
74
75 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
76 a parameter position as input.  Instead, the exponent
77 is now expressed as the domain of the resulting relation.
78
79 =back
80
81 =head3 Changes since isl-0.06
82
83 =over
84
85 =item * The format of C<isl_printer_print_qpolynomial>'s
86 C<ISL_FORMAT_ISL> output has changed.
87 Use C<ISL_FORMAT_C> to obtain the old output.
88
89 =item * The C<*_fast_*> functions have been renamed to C<*_plain_*>.
90 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
91 but they will be removed in the future.
92
93 =back
94
95 =head3 Changes since isl-0.07
96
97 =over
98
99 =item * The function C<isl_pw_aff_max> has been renamed to
100 C<isl_pw_aff_union_max>.
101
102 =item * The C<isl_dim> type has been renamed to C<isl_space>
103 along with the associated functions.
104 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
105 but they will be removed in the future.
106
107 =back
108
109 =head1 Installation
110
111 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
112 or from the git repository.  Both are available from
113 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
114 The installation process depends on how you obtained
115 the source.
116
117 =head2 Installation from the git repository
118
119 =over
120
121 =item 1 Clone or update the repository
122
123 The first time the source is obtained, you need to clone
124 the repository.
125
126         git clone git://repo.or.cz/isl.git
127
128 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
129
130         git pull
131
132 =item 2 Generate C<configure>
133
134         ./autogen.sh
135
136 =back
137
138 After performing the above steps, continue
139 with the L<Common installation instructions>.
140
141 =head2 Common installation instructions
142
143 =over
144
145 =item 1 Obtain C<GMP>
146
147 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
148 Your distribution may not provide these header files by default
149 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
150 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
151 source, available from L<http://gmplib.org/>.
152
153 =item 2 Configure
154
155 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
156 To run it, just type
157
158         ./configure
159
160 optionally followed by some configure options.
161 A complete list of options can be obtained by running
162
163         ./configure --help
164
165 Below we discuss some of the more common options.
166
167 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
168 C<piplib> functionality is currently used by default.
169 The C<--with-piplib> option can
170 be used to specify which C<piplib>
171 library to use, either an installed version (C<system>),
172 an externally built version (C<build>)
173 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
174 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
175 and C<piplib>.
176
177 =over
178
179 =item C<--prefix>
180
181 Installation prefix for C<isl>
182
183 =item C<--with-gmp-prefix>
184
185 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
186
187 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
188
189 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
190
191 =item C<--with-piplib>
192
193 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
194
195 =item C<--with-piplib-prefix>
196
197 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
198
199 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
200
201 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
202
203 =item C<--with-piplib-builddir>
204
205 Location where C<build> C<piplib> was built.
206
207 =back
208
209 =item 3 Compile
210
211         make
212
213 =item 4 Install (optional)
214
215         make install
216
217 =back
218
219 =head1 Library
220
221 =head2 Initialization
222
223 All manipulations of integer sets and relations occur within
224 the context of an C<isl_ctx>.
225 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
226 All arguments of a function are required to have been allocated
227 within the same context.
228 There are currently no functions available for moving an object
229 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
230 there is currently no way of safely moving an object from one
231 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
232
233 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
234 freed using C<isl_ctx_free>.
235 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
236 before the C<isl_ctx> itself is freed.
237
238         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
239         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
240
241 =head2 Integers
242
243 All operations on integers, mainly the coefficients
244 of the constraints describing the sets and relations,
245 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
246 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
247 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
248 are wrapped inside C<isl> specific macros.
249 The basic type is C<isl_int> and the operations below
250 are available on this type.
251 The meanings of these operations are essentially the same
252 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
253 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
254 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
255 and they need to be released with C<isl_int_clear>
256 after the last use.
257 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
258 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
259 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
260 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
261
262 =over
263
264 =item isl_int_init(i)
265
266 =item isl_int_clear(i)
267
268 =item isl_int_set(r,i)
269
270 =item isl_int_set_si(r,i)
271
272 =item isl_int_set_gmp(r,g)
273
274 =item isl_int_get_gmp(i,g)
275
276 =item isl_int_abs(r,i)
277
278 =item isl_int_neg(r,i)
279
280 =item isl_int_swap(i,j)
281
282 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
283
284 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
285
286 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
287
288 =item isl_int_add(r,i,j)
289
290 =item isl_int_sub(r,i,j)
291
292 =item isl_int_mul(r,i,j)
293
294 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
295
296 =item isl_int_addmul(r,i,j)
297
298 =item isl_int_submul(r,i,j)
299
300 =item isl_int_gcd(r,i,j)
301
302 =item isl_int_lcm(r,i,j)
303
304 =item isl_int_divexact(r,i,j)
305
306 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
307
308 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
309
310 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
311
312 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
313
314 =item isl_int_read(r,s)
315
316 =item isl_int_print(out,i,width)
317
318 =item isl_int_sgn(i)
319
320 =item isl_int_cmp(i,j)
321
322 =item isl_int_cmp_si(i,si)
323
324 =item isl_int_eq(i,j)
325
326 =item isl_int_ne(i,j)
327
328 =item isl_int_lt(i,j)
329
330 =item isl_int_le(i,j)
331
332 =item isl_int_gt(i,j)
333
334 =item isl_int_ge(i,j)
335
336 =item isl_int_abs_eq(i,j)
337
338 =item isl_int_abs_ne(i,j)
339
340 =item isl_int_abs_lt(i,j)
341
342 =item isl_int_abs_gt(i,j)
343
344 =item isl_int_abs_ge(i,j)
345
346 =item isl_int_is_zero(i)
347
348 =item isl_int_is_one(i)
349
350 =item isl_int_is_negone(i)
351
352 =item isl_int_is_pos(i)
353
354 =item isl_int_is_neg(i)
355
356 =item isl_int_is_nonpos(i)
357
358 =item isl_int_is_nonneg(i)
359
360 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
361
362 =back
363
364 =head2 Sets and Relations
365
366 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
367 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
368 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
369 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
370 can be described as a conjunction of affine constraints, while
371 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
372 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
373 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
374 to live in the same space.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
375 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s in I<different> spaces,
376 where spaces are considered different if they have a different number
377 of dimensions and/or different names (see L<"Spaces">).
378 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
379 one set of variables, while relations have two sets of variables,
380 input variables and output variables.
381
382 =head2 Memory Management
383
384 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
385 several substeps and since the user is usually not interested in
386 the intermediate results, most functions that return a new object
387 will also release all the objects passed as arguments.
388 If the user still wants to use one or more of these arguments
389 after the function call, she should pass along a copy of the
390 object rather than the object itself.
391 The user is then responsible for making sure that the original
392 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
393
394 The arguments and return values of all documented functions are
395 annotated to make clear which arguments are released and which
396 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
397 are used
398
399 =over
400
401 =item C<__isl_give>
402
403 C<__isl_give> means that a new object is returned.
404 The user should make sure that the returned pointer is
405 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
406 In between, it can be used as a value for as many
407 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
408 There is one exception, and that is the case where the
409 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
410 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
411
412 =item C<__isl_take>
413
414 C<__isl_take> means that the object the argument points to
415 is taken over by the function and may no longer be used
416 by the user as an argument to any other function.
417 The pointer value must be one returned by a function
418 returning an C<__isl_give> pointer.
419 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
420 be treated as an error in the sense that the function will
421 not perform its usual operation.  However, it will still
422 make sure that all the other C<__isl_take> arguments
423 are released.
424
425 =item C<__isl_keep>
426
427 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
428 temporarily.  After the function has finished, the user
429 can still use it as an argument to other functions.
430 A C<NULL> value will be treated in the same way as
431 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
432
433 =back
434
435 =head2 Identifiers
436
437 Identifiers are used to identify both individual dimensions
438 and tuples of dimensions.  They consist of a name and an optional
439 pointer.  Identifiers with the same name but different pointer values
440 are considered to be distinct.
441 Identifiers can be constructed, copied, freed, inspected and printed
442 using the following functions.
443
444         #include <isl/id.h>
445         __isl_give isl_id *isl_id_alloc(isl_ctx *ctx,
446                 __isl_keep const char *name, void *user);
447         __isl_give isl_id *isl_id_copy(isl_id *id);
448         void *isl_id_free(__isl_take isl_id *id);
449
450         isl_ctx *isl_id_get_ctx(__isl_keep isl_id *id);
451         void *isl_id_get_user(__isl_keep isl_id *id);
452         __isl_keep const char *isl_id_get_name(__isl_keep isl_id *id);
453
454         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_id(
455                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_id *id);
456
457 Note that C<isl_id_get_name> returns a pointer to some internal
458 data structure, so the result can only be used while the
459 corresponding C<isl_id> is alive.
460
461 =head2 Spaces
462
463 Whenever a new set or relation is created from scratch,
464 the space in which it lives needs to be specified using an C<isl_space>.
465
466         #include <isl/space.h>
467         __isl_give isl_space *isl_space_alloc(isl_ctx *ctx,
468                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
469         __isl_give isl_space *isl_space_set_alloc(isl_ctx *ctx,
470                 unsigned nparam, unsigned dim);
471         __isl_give isl_space *isl_space_copy(__isl_keep isl_space *space);
472         void isl_space_free(__isl_take isl_space *space);
473         unsigned isl_space_dim(__isl_keep isl_space *space,
474                 enum isl_dim_type type);
475
476 The space used for creating a set
477 needs to be created using C<isl_space_set_alloc>, while
478 that for creating a relation
479 needs to be created using C<isl_space_alloc>.
480 C<isl_space_dim> can be used
481 to find out the number of dimensions of each type in
482 a space, where type may be
483 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
484 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
485 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
486
487 It is often useful to create objects that live in the
488 same space as some other object.  This can be accomplished
489 by creating the new objects
490 (see L<Creating New Sets and Relations> or
491 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the space
492 of the original object.
493
494         #include <isl/set.h>
495         __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(
496                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
497         __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set);
498
499         #include <isl/union_set.h>
500         __isl_give isl_space *isl_union_set_get_space(
501                 __isl_keep isl_union_set *uset);
502
503         #include <isl/map.h>
504         __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(
505                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
506         __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map);
507
508         #include <isl/union_map.h>
509         __isl_give isl_space *isl_union_map_get_space(
510                 __isl_keep isl_union_map *umap);
511
512         #include <isl/constraint.h>
513         __isl_give isl_space *isl_constraint_get_space(
514                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
515
516         #include <isl/polynomial.h>
517         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_get_space(
518                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
519         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_fold_get_space(
520                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
521         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_get_space(
522                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
523         __isl_give isl_space *isl_union_pw_qpolynomial_get_space(
524                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
525         __isl_give isl_space *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_space(
526                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
527
528         #include <isl/aff.h>
529         __isl_give isl_space *isl_aff_get_space(
530                 __isl_keep isl_aff *aff);
531         __isl_give isl_space *isl_pw_aff_get_space(
532                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
533
534         #include <isl/point.h>
535         __isl_give isl_space *isl_point_get_space(
536                 __isl_keep isl_point *pnt);
537
538 The identifiers or names of the individual dimensions may be set or read off
539 using the following functions.
540
541         #include <isl/space.h>
542         __isl_give isl_space *isl_space_set_dim_id(
543                 __isl_take isl_space *space,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
545                 __isl_take isl_id *id);
546         int isl_space_has_dim_id(__isl_keep isl_space *space,
547                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
548         __isl_give isl_id *isl_space_get_dim_id(
549                 __isl_keep isl_space *space,
550                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
551         __isl_give isl_space *isl_space_set_dim_name(__isl_take isl_space *space,
552                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
553                                  __isl_keep const char *name);
554         __isl_keep const char *isl_space_get_dim_name(__isl_keep isl_space *space,
555                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
556
557 Note that C<isl_space_get_name> returns a pointer to some internal
558 data structure, so the result can only be used while the
559 corresponding C<isl_space> is alive.
560 Also note that every function that operates on two sets or relations
561 requires that both arguments have the same parameters.  This also
562 means that if one of the arguments has named parameters, then the
563 other needs to have named parameters too and the names need to match.
564 Pairs of C<isl_set>, C<isl_map>, C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map>
565 arguments may have different parameters (as long as they are named),
566 in which case the result will have as parameters the union of the parameters of
567 the arguments.
568
569 Given the identifier of a dimension (typically a parameter),
570 its position can be obtained from the following function.
571
572         #include <isl/space.h>
573         int isl_space_find_dim_by_id(__isl_keep isl_space *space,
574                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
575
576 The identifiers or names of entire spaces may be set or read off
577 using the following functions.
578
579         #include <isl/space.h>
580         __isl_give isl_space *isl_space_set_tuple_id(
581                 __isl_take isl_space *space,
582                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
583         __isl_give isl_space *isl_space_reset_tuple_id(
584                 __isl_take isl_space *space, enum isl_dim_type type);
585         int isl_space_has_tuple_id(__isl_keep isl_space *space,
586                 enum isl_dim_type type);
587         __isl_give isl_id *isl_space_get_tuple_id(
588                 __isl_keep isl_space *space, enum isl_dim_type type);
589         __isl_give isl_space *isl_space_set_tuple_name(
590                 __isl_take isl_space *space,
591                 enum isl_dim_type type, const char *s);
592         const char *isl_space_get_tuple_name(__isl_keep isl_space *space,
593                 enum isl_dim_type type);
594
595 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
596 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_space_get_name>,
597 the C<isl_space_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
598 data structure.
599 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
600 to have the same name.
601
602 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
603 the domain or range of a relation can be a nested relation.
604 The following functions can be used to construct and deconstruct
605 such nested spaces.
606
607         #include <isl/space.h>
608         int isl_space_is_wrapping(__isl_keep isl_space *space);
609         __isl_give isl_space *isl_space_wrap(__isl_take isl_space *space);
610         __isl_give isl_space *isl_space_unwrap(__isl_take isl_space *space);
611
612 The input to C<isl_space_is_wrapping> and C<isl_space_unwrap> should
613 be the space of a set, while that of
614 C<isl_space_wrap> should be the space of a relation.
615 Conversely, the output of C<isl_space_unwrap> is the space
616 of a relation, while that of C<isl_space_wrap> is the space of a set.
617
618 Spaces can be created from other spaces
619 using the following functions.
620
621         __isl_give isl_space *isl_space_domain(__isl_take isl_space *space);
622         __isl_give isl_space *isl_space_from_domain(__isl_take isl_space *space);
623         __isl_give isl_space *isl_space_range(__isl_take isl_space *space);
624         __isl_give isl_space *isl_space_from_range(__isl_take isl_space *space);
625         __isl_give isl_space *isl_space_params(
626                 __isl_take isl_space *space);
627         __isl_give isl_space *isl_space_reverse(__isl_take isl_space *space);
628         __isl_give isl_space *isl_space_join(__isl_take isl_space *left,
629                 __isl_take isl_space *right);
630         __isl_give isl_space *isl_space_align_params(
631                 __isl_take isl_space *space1, __isl_take isl_space *space2)
632         __isl_give isl_space *isl_space_insert_dims(__isl_take isl_space *space,
633                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
634         __isl_give isl_space *isl_space_add_dims(__isl_take isl_space *space,
635                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
636         __isl_give isl_space *isl_space_drop_dims(__isl_take isl_space *space,
637                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
638         __isl_give isl_space *isl_space_move_dims(__isl_take isl_space *space,
639                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
640                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
641                 unsigned n);
642         __isl_give isl_space *isl_space_map_from_set(
643                 __isl_take isl_space *space);
644         __isl_give isl_space *isl_space_zip(__isl_take isl_space *space);
645
646 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
647 the name and the internal structure are lost.
648
649 =head2 Local Spaces
650
651 A local space is essentially a space with
652 zero or more existentially quantified variables.
653 The local space of a basic set or relation can be obtained
654 using the following functions.
655
656         #include <isl/set.h>
657         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
658                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
659
660         #include <isl/map.h>
661         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
662                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
663
664 A new local space can be created from a space using
665
666         #include <isl/local_space.h>
667         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_space(
668                 __isl_take isl_space *space);
669
670 They can be inspected, copied and freed using the following functions.
671
672         #include <isl/local_space.h>
673         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
674                 __isl_keep isl_local_space *ls);
675         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
676                 enum isl_dim_type type);
677         const char *isl_local_space_get_dim_name(
678                 __isl_keep isl_local_space *ls,
679                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
680         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_name(
681                 __isl_take isl_local_space *ls,
682                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
683         __isl_give isl_space *isl_local_space_get_space(
684                 __isl_keep isl_local_space *ls);
685         __isl_give isl_div *isl_local_space_get_div(
686                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
687         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
688                 __isl_keep isl_local_space *ls);
689         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
690
691 Two local spaces can be compared using
692
693         int isl_local_space_is_equal(__isl_keep isl_local_space *ls1,
694                 __isl_keep isl_local_space *ls2);
695
696 Local spaces can be created from other local spaces
697 using the following functions.
698
699         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_domain(
700                 __isl_take isl_local_space *ls);
701         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_add_dims(
702                 __isl_take isl_local_space *ls,
703                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
704         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
705                 __isl_take isl_local_space *ls,
706                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
707         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
708                 __isl_take isl_local_space *ls,
709                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
710
711 =head2 Input and Output
712
713 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
714 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
715 in some cases.
716
717 =head3 C<isl> format
718
719 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
720 syntax for describing the parameters and allows for the definition
721 of an existentially quantified variable as the integer division
722 of an affine expression.
723 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
724 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
725
726         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
727                                 i - 10 a <= 6) }
728
729 A set or relation can have several disjuncts, separated
730 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
731 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
732 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
733 C<and>.
734
735 =head3 C<PolyLib> format
736
737 If the represented set is a union, then the first line
738 contains a single number representing the number of disjuncts.
739 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
740
741 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
742 The first line contains two numbers representing
743 the number of rows and columns,
744 where the number of rows is equal to the number of constraints
745 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
746 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
747 In each row, the first column indicates whether the constraint
748 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
749 corresponds to the constant term.
750
751 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
752 appear in the last columns before the constant column.
753 The coefficients of any existentially quantified variables appear
754 between those of the set variables and those of the parameters.
755
756 =head3 Extended C<PolyLib> format
757
758 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
759 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
760 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
761 also contains four additional numbers:
762 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
763 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
764 quantified variables) and the number of parameters.
765 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
766 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
767 dimensions is zero.
768
769 =head3 Input
770
771         #include <isl/set.h>
772         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
773                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
774         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
775                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
776         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
777                 FILE *input, int nparam);
778         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
779                 const char *str, int nparam);
780
781         #include <isl/map.h>
782         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
783                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
784         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
785                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
786         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
787                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
788         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
789                 const char *str, int nparam);
790
791         #include <isl/union_set.h>
792         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
793                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
794         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
795                 isl_ctx *ctx, const char *str);
796
797         #include <isl/union_map.h>
798         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
799                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
800         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
801                 isl_ctx *ctx, const char *str);
802
803 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
804 or the C<isl> format.
805 C<nparam> specifies how many of the final columns in
806 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
807 If input is given in the C<isl> format, then the number
808 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
809 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
810 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
811 are assumed in the C<PolyLib> format.
812
813 =head3 Output
814
815 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
816 be created.
817
818         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
819                 FILE *file);
820         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
821         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
822         __isl_give char *isl_printer_get_str(
823                 __isl_keep isl_printer *printer);
824
825 The behavior of the printer can be modified in various ways
826
827         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
828                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
829         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
830                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
831         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
832                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
833         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
834                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
835         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
836                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
837
838 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
839 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
840 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
841 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
842 C<isl_printer_set_indent>) spaces
843 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
844 In the C<PolyLib> format output,
845 the coefficients of the existentially quantified variables
846 appear between those of the set variables and those
847 of the parameters.
848 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
849 by the specified amount (which may be negative).
850
851 To actually print something, use
852
853         #include <isl/set.h>
854         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
855                 __isl_take isl_printer *printer,
856                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
857         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
858                 __isl_take isl_printer *printer,
859                 __isl_keep isl_set *set);
860
861         #include <isl/map.h>
862         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
863                 __isl_take isl_printer *printer,
864                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
865         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
866                 __isl_take isl_printer *printer,
867                 __isl_keep isl_map *map);
868
869         #include <isl/union_set.h>
870         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
871                 __isl_take isl_printer *p,
872                 __isl_keep isl_union_set *uset);
873
874         #include <isl/union_map.h>
875         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
876                 __isl_take isl_printer *p,
877                 __isl_keep isl_union_map *umap);
878
879 When called on a file printer, the following function flushes
880 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
881
882         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
883                 __isl_take isl_printer *p);
884
885 =head2 Creating New Sets and Relations
886
887 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
888
889 =over
890
891 =item * Empty sets and relations
892
893         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
894                 __isl_take isl_space *space);
895         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
896                 __isl_take isl_space *space);
897         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
898                 __isl_take isl_space *space);
899         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
900                 __isl_take isl_space *space);
901         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
902                 __isl_take isl_space *space);
903         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
904                 __isl_take isl_space *space);
905
906 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the space
907 is only used to specify the parameters.
908
909 =item * Universe sets and relations
910
911         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
912                 __isl_take isl_space *space);
913         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
914                 __isl_take isl_space *space);
915         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
916                 __isl_take isl_space *space);
917         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
918                 __isl_take isl_space *space);
919         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
920                 __isl_take isl_union_set *uset);
921         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
922                 __isl_take isl_union_map *umap);
923
924 The sets and relations constructed by the functions above
925 contain all integer values, while those constructed by the
926 functions below only contain non-negative values.
927
928         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
929                 __isl_take isl_space *space);
930         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
931                 __isl_take isl_space *space);
932         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
933                 __isl_take isl_space *space);
934         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
935                 __isl_take isl_space *space);
936
937 =item * Identity relations
938
939         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
940                 __isl_take isl_space *space);
941         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
942                 __isl_take isl_space *space);
943
944 The number of input and output dimensions in C<space> needs
945 to be the same.
946
947 =item * Lexicographic order
948
949         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
950                 __isl_take isl_space *set_space);
951         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
952                 __isl_take isl_space *set_space);
953         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
954                 __isl_take isl_space *set_space);
955         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
956                 __isl_take isl_space *set_space);
957         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
958                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
959         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
960                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
961         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
962                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
963         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
964                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
965
966 The first four functions take a space for a B<set>
967 and return relations that express that the elements in the domain
968 are lexicographically less
969 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
970 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
971 than the elements in the range.
972 The last four functions take a space for a map
973 and return relations that express that the first C<n> dimensions
974 in the domain are lexicographically less
975 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
976 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
977 than the first C<n> dimensions in the range.
978
979 =back
980
981 A basic set or relation can be converted to a set or relation
982 using the following functions.
983
984         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
985                 __isl_take isl_basic_set *bset);
986         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
987                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
988
989 Sets and relations can be converted to union sets and relations
990 using the following functions.
991
992         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
993                 __isl_take isl_map *map);
994         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
995                 __isl_take isl_set *set);
996
997 The inverse conversions below can only be used if the input
998 union set or relation is known to contain elements in exactly one
999 space.
1000
1001         __isl_give isl_set *isl_set_from_union_set(
1002                 __isl_take isl_union_set *uset);
1003         __isl_give isl_map *isl_map_from_union_map(
1004                 __isl_take isl_union_map *umap);
1005
1006 Sets and relations can be copied and freed again using the following
1007 functions.
1008
1009         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
1010                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1011         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
1012         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
1013                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1014         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
1015                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1016         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
1017         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
1018                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1019         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
1020         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
1021         void *isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
1022         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
1023         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
1024         void *isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
1025
1026 Other sets and relations can be constructed by starting
1027 from a universe set or relation, adding equality and/or
1028 inequality constraints and then projecting out the
1029 existentially quantified variables, if any.
1030 Constraints can be constructed, manipulated and
1031 added to (or removed from) (basic) sets and relations
1032 using the following functions.
1033
1034         #include <isl/constraint.h>
1035         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
1036                 __isl_take isl_space *space);
1037         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
1038                 __isl_take isl_space *space);
1039         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant(
1040                 __isl_take isl_constraint *constraint, isl_int v);
1041         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant_si(
1042                 __isl_take isl_constraint *constraint, int v);
1043         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient(
1044                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1045                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1046         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient_si(
1047                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1048                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
1049         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
1050                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1051                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1052         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
1053                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1054                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1055         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
1056                 __isl_take isl_map *map,
1057                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1058         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
1059                 __isl_take isl_set *set,
1060                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1061         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_drop_constraint(
1062                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1063                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1064
1065 For example, to create a set containing the even integers
1066 between 10 and 42, you would use the following code.
1067
1068         isl_int v;
1069         isl_space *space;
1070         isl_constraint *c;
1071         isl_basic_set *bset;
1072
1073         isl_int_init(v);
1074         space = isl_space_set_alloc(ctx, 0, 2);
1075         bset = isl_basic_set_universe(isl_space_copy(space));
1076
1077         c = isl_equality_alloc(isl_space_copy(space));
1078         isl_int_set_si(v, -1);
1079         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1080         isl_int_set_si(v, 2);
1081         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
1082         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1083
1084         c = isl_inequality_alloc(isl_space_copy(space));
1085         isl_int_set_si(v, -10);
1086         isl_constraint_set_constant(c, v);
1087         isl_int_set_si(v, 1);
1088         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1089         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1090
1091         c = isl_inequality_alloc(space);
1092         isl_int_set_si(v, 42);
1093         isl_constraint_set_constant(c, v);
1094         isl_int_set_si(v, -1);
1095         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1096         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1097
1098         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1099
1100         isl_int_clear(v);
1101
1102 Or, alternatively,
1103
1104         isl_basic_set *bset;
1105         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1106                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
1107
1108 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1109 describing the equalities and the inequalities.
1110
1111         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
1112                 __isl_take isl_space *space,
1113                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1114                 enum isl_dim_type c1,
1115                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1116                 enum isl_dim_type c4);
1117         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1118                 __isl_take isl_space *space,
1119                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1120                 enum isl_dim_type c1,
1121                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1122                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1123
1124 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1125 different kinds of variables appear in the input matrices
1126 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1127 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1128 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1129 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1130
1131 A (basic) set or relation can also be constructed from a (piecewise)
1132 affine expression
1133 or a list of affine expressions (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">).
1134
1135         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1136                 __isl_take isl_aff *aff);
1137         __isl_give isl_set *isl_set_from_pw_aff(
1138                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1139         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1140                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1141         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1142                 __isl_take isl_space *domain_space,
1143                 __isl_take isl_aff_list *list);
1144
1145 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1146 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1147 of zero affine expressions.
1148
1149 =head2 Inspecting Sets and Relations
1150
1151 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1152 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1153 explained in the following sections.
1154 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1155 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1156 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1157 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1158
1159         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1160                 __isl_take isl_set *set);
1161         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1162                 __isl_take isl_map *map);
1163         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1164                 __isl_take isl_union_set *uset);
1165         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1166                 __isl_take isl_union_map *umap);
1167
1168 This explicit representation defines the existentially quantified
1169 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1170 including earlier existentially quantified variables.
1171 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1172 has a unique value when the values of the other variables are known.
1173 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1174 with the same explicit representations, should appear in the
1175 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1176 either of the following functions.
1177
1178         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1179                 __isl_take isl_set *set);
1180         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1181                 __isl_take isl_map *map);
1182
1183 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1184 using the following functions, which compute an overapproximation.
1185
1186         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1187                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1188         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1189                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1190         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1191                 __isl_take isl_set *set);
1192         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1193                 __isl_take isl_map *map);
1194
1195 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1196
1197         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1198                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1199                 void *user);
1200         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1201                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1202                 void *user);
1203
1204 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1205 from
1206
1207         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1208         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1209
1210 To extract the set or map in a given space from a union, use
1211
1212         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1213                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1214                 __isl_take isl_space *space);
1215         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1216                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1217                 __isl_take isl_space *space);
1218
1219 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1220
1221         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1222                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1223                 void *user);
1224         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1225                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1226                 void *user);
1227
1228 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1229 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1230 occurs, the above functions will return -1.
1231
1232 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1233 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1234 If this is required, then the user should call one of
1235 the following functions first.
1236
1237         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1238                 __isl_take isl_set *set);
1239         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1240                 __isl_take isl_map *map);
1241
1242 The number of basic sets in a set can be obtained
1243 from
1244
1245         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1246
1247 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1248
1249         #include <isl/constraint.h>
1250
1251         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1252                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1253                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1254                 void *user);
1255         void *isl_constraint_free(__isl_take isl_constraint *c);
1256
1257 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1258 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1259 occurs, the above functions will return -1.
1260 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1261 Use the following function to find out whether a constraint
1262 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1263
1264         int isl_constraint_is_equality(
1265                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1266
1267 The coefficients of the constraints can be inspected using
1268 the following functions.
1269
1270         void isl_constraint_get_constant(
1271                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1272         void isl_constraint_get_coefficient(
1273                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1274                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1275         int isl_constraint_involves_dims(
1276                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1277                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1278
1279 The explicit representations of the existentially quantified
1280 variables can be inspected using the following functions.
1281 Note that the user is only allowed to use these functions
1282 if the inspected set or map is the result of a call
1283 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1284
1285         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1286                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1287         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1288         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1289                 isl_int *v);
1290         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1291                 isl_int *v);
1292         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1293                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1294
1295 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1296 form, use the following functions.
1297
1298         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1299                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1300                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1301                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1302         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1303                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1304                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1305                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1306         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1307                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1308                 enum isl_dim_type c1,
1309                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1310                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1311         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1312                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1313                 enum isl_dim_type c1,
1314                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1315                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1316
1317 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1318 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1319 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1320 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1321
1322 The number of parameters, input, output or set dimensions can
1323 be obtained using the following functions.
1324
1325         unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1326                 enum isl_dim_type type);
1327         unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1328                 enum isl_dim_type type);
1329         unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set,
1330                 enum isl_dim_type type);
1331         unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map,
1332                 enum isl_dim_type type);
1333
1334 To check whether the description of a set or relation depends
1335 on one or more given dimensions, it is not necessary to iterate over all
1336 constraints.  Instead the following functions can be used.
1337
1338         int isl_basic_set_involves_dims(
1339                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1340                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1341         int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1342                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1343         int isl_basic_map_involves_dims(
1344                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1345                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1346         int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1347                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1348
1349 Similarly, the following functions can be used to check whether
1350 a given dimension is involved in any lower or upper bound.
1351
1352         int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
1353                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1354         int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
1355                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1356
1357 The identifiers or names of the domain and range spaces of a set
1358 or relation can be read off or set using the following functions.
1359
1360         __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(
1361                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_id *id);
1362         __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(
1363                 __isl_take isl_set *set);
1364         int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set);
1365         __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(
1366                 __isl_keep isl_set *set);
1367         __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(
1368                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1369                 __isl_take isl_id *id);
1370         __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(
1371                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1372         int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
1373                 enum isl_dim_type type);
1374         __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(
1375                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1376
1377         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1378                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1379         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1380                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1381         const char *isl_set_get_tuple_name(
1382                 __isl_keep isl_set *set);
1383         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1384                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1385                 enum isl_dim_type type);
1386         const char *isl_map_get_tuple_name(
1387                 __isl_keep isl_map *map,
1388                 enum isl_dim_type type);
1389
1390 As with C<isl_space_get_tuple_name>, the value returned points to
1391 an internal data structure.
1392 The identifiers, positions or names of individual dimensions can be
1393 read off using the following functions.
1394
1395         __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(
1396                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1397                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1398         int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
1399                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1400         __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(
1401                 __isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1402                 unsigned pos);
1403         __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(
1404                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1405                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1406         int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
1407                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1408         __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(
1409                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1410                 unsigned pos);
1411
1412         int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set,
1413                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1414         int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map,
1415                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1416
1417         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1418                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1419                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1420         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1421                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1422                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1423         const char *isl_set_get_dim_name(
1424                 __isl_keep isl_set *set,
1425                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1426         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1427                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1428                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1429         const char *isl_map_get_dim_name(
1430                 __isl_keep isl_map *map,
1431                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1432
1433 These functions are mostly useful to obtain the identifiers, positions
1434 or names of the parameters.  Identifiers of individual dimensions are
1435 essentially only useful for printing.  They are ignored by all other
1436 operations and may not be preserved across those operations.
1437
1438 =head2 Properties
1439
1440 =head3 Unary Properties
1441
1442 =over
1443
1444 =item * Emptiness
1445
1446 The following functions test whether the given set or relation
1447 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1448 any computations, but simply check if the given set or relation
1449 is already known to be empty.
1450
1451         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1452         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1453         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1454         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1455         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1456         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1457         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1458         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1459         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1460         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1461
1462 =item * Universality
1463
1464         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1465         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1466         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1467
1468 =item * Single-valuedness
1469
1470         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1471         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1472
1473 =item * Injectivity
1474
1475         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1476         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1477         int isl_union_map_plain_is_injective(
1478                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1479         int isl_union_map_is_injective(
1480                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1481
1482 =item * Bijectivity
1483
1484         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1485         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1486
1487 =item * Position
1488
1489         int isl_basic_map_plain_is_fixed(
1490                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1491                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1492                 isl_int *val);
1493         int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
1494                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1495                 isl_int *val);
1496
1497 Check if the relation obviously lies on a hyperplane where the given dimension
1498 has a fixed value and if so, return that value in C<*val>.
1499
1500 =item * Wrapping
1501
1502 The following functions check whether the domain of the given
1503 (basic) set is a wrapped relation.
1504
1505         int isl_basic_set_is_wrapping(
1506                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1507         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1508
1509 =item * Internal Product
1510
1511         int isl_basic_map_can_zip(
1512                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1513         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1514
1515 Check whether the product of domain and range of the given relation
1516 can be computed,
1517 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1518
1519 =back
1520
1521 =head3 Binary Properties
1522
1523 =over
1524
1525 =item * Equality
1526
1527         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1528                 __isl_keep isl_set *set2);
1529         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1530                 __isl_keep isl_set *set2);
1531         int isl_union_set_is_equal(
1532                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1533                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1534         int isl_basic_map_is_equal(
1535                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1536                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1537         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1538                 __isl_keep isl_map *map2);
1539         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1540                 __isl_keep isl_map *map2);
1541         int isl_union_map_is_equal(
1542                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1543                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1544
1545 =item * Disjointness
1546
1547         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1548                 __isl_keep isl_set *set2);
1549
1550 =item * Subset
1551
1552         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1553                 __isl_keep isl_set *set2);
1554         int isl_set_is_strict_subset(
1555                 __isl_keep isl_set *set1,
1556                 __isl_keep isl_set *set2);
1557         int isl_union_set_is_subset(
1558                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1559                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1560         int isl_union_set_is_strict_subset(
1561                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1562                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1563         int isl_basic_map_is_subset(
1564                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1565                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1566         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1567                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1568                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1569         int isl_map_is_subset(
1570                 __isl_keep isl_map *map1,
1571                 __isl_keep isl_map *map2);
1572         int isl_map_is_strict_subset(
1573                 __isl_keep isl_map *map1,
1574                 __isl_keep isl_map *map2);
1575         int isl_union_map_is_subset(
1576                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1577                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1578         int isl_union_map_is_strict_subset(
1579                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1580                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1581
1582 =back
1583
1584 =head2 Unary Operations
1585
1586 =over
1587
1588 =item * Complement
1589
1590         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1591                 __isl_take isl_set *set);
1592
1593 =item * Inverse map
1594
1595         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1596                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1597         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1598                 __isl_take isl_map *map);
1599         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1600                 __isl_take isl_union_map *umap);
1601
1602 =item * Projection
1603
1604         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1605                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1606                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1607         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1608                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1609                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1610         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1611                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1612         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1613                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1614         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1615                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1616         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1617                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1618         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1619                 __isl_take isl_map *bmap);
1620         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1621                 __isl_take isl_map *map);
1622         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1623                 __isl_take isl_union_map *umap);
1624         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1625                 __isl_take isl_union_map *umap);
1626
1627         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1628                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1629         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1630                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1631         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1632         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1633         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1634                 __isl_take isl_union_map *umap);
1635         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1636                 __isl_take isl_union_map *umap);
1637
1638 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1639 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1640
1641 =item * Elimination
1642
1643         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1644                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1645                 unsigned first, unsigned n);
1646
1647 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1648 without removing the dimensions.
1649
1650 =item * Slicing
1651
1652         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
1653                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1654                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1655                 isl_int value);
1656         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
1657                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1658                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1659         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
1660                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1661                 isl_int value);
1662         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
1663                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1664         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
1665                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1666                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1667         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
1668                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1669
1670 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1671 dimension has the fixed given value.
1672
1673         __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
1674                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1675                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1676         __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
1677                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1678                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1679
1680 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1681 dimensions are equal to each other.
1682
1683         __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
1684                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1685                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1686
1687 Intersect the relation with the hyperplane where the given
1688 dimensions have opposite values.
1689
1690 =item * Identity
1691
1692         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1693                 __isl_take isl_set *set);
1694         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1695                 __isl_take isl_union_set *uset);
1696
1697 Construct an identity relation on the given (union) set.
1698
1699 =item * Deltas
1700
1701         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1702                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1703         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1704         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1705                 __isl_take isl_union_map *umap);
1706
1707 These functions return a (basic) set containing the differences
1708 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1709
1710         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1711                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1712         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1713                 __isl_take isl_map *map);
1714         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1715                 __isl_take isl_union_map *umap);
1716
1717 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1718 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1719
1720 =item * Coalescing
1721
1722 Simplify the representation of a set or relation by trying
1723 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1724 basic set or relation.
1725
1726         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1727         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1728         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1729                 __isl_take isl_union_set *uset);
1730         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1731                 __isl_take isl_union_map *umap);
1732
1733 =item * Detecting equalities
1734
1735         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1736                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1737         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1738                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1739         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1740                 __isl_take isl_set *set);
1741         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1742                 __isl_take isl_map *map);
1743         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1744                 __isl_take isl_union_set *uset);
1745         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1746                 __isl_take isl_union_map *umap);
1747
1748 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1749 equalities.
1750
1751 =item * Removing redundant constraints
1752
1753         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1754                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1755         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
1756                 __isl_take isl_set *set);
1757         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1758                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1759         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
1760                 __isl_take isl_map *map);
1761
1762 =item * Convex hull
1763
1764         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1765                 __isl_take isl_set *set);
1766         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1767                 __isl_take isl_map *map);
1768
1769 If the input set or relation has any existentially quantified
1770 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1771
1772 =item * Simple hull
1773
1774         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1775                 __isl_take isl_set *set);
1776         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1777                 __isl_take isl_map *map);
1778         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1779                 __isl_take isl_union_map *umap);
1780
1781 These functions compute a single basic set or relation
1782 that contains the whole input set or relation.
1783 In particular, the output is described by translates
1784 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1785
1786 =begin latex
1787
1788 (See \autoref{s:simple hull}.)
1789
1790 =end latex
1791
1792 =item * Affine hull
1793
1794         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1795                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1796         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1797                 __isl_take isl_set *set);
1798         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1799                 __isl_take isl_union_set *uset);
1800         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1801                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1802         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1803                 __isl_take isl_map *map);
1804         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1805                 __isl_take isl_union_map *umap);
1806
1807 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1808 per space.
1809
1810 =item * Polyhedral hull
1811
1812         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1813                 __isl_take isl_set *set);
1814         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1815                 __isl_take isl_map *map);
1816         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1817                 __isl_take isl_union_set *uset);
1818         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1819                 __isl_take isl_union_map *umap);
1820
1821 These functions compute a single basic set or relation
1822 not involving any existentially quantified variables
1823 that contains the whole input set or relation.
1824 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1825 per space.
1826
1827 =item * Optimization
1828
1829         #include <isl/ilp.h>
1830         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1831                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1832                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1833         enum isl_lp_result isl_set_min(__isl_keep isl_set *set,
1834                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1835         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1836                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1837
1838 Compute the minimum or maximum of the integer affine expression C<obj>
1839 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1840 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1841 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1842
1843 =item * Parametric optimization
1844
1845         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(
1846                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1847         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
1848                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1849
1850 Compute the minimum or maximum of the given set dimension as a function of the
1851 parameters, but independently of the other set dimensions.
1852 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
1853
1854 =item * Dual
1855
1856 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1857 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1858 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1859 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1860 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1861 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1862 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1863 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1864 in future.  In particular, future implementations may use different
1865 dualization algorithms or skip the elimination step.
1866
1867         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1868                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1869         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1870                 __isl_take isl_set *set);
1871         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1872                 __isl_take isl_union_set *bset);
1873         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1874                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1875         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1876                 __isl_take isl_set *set);
1877         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1878                 __isl_take isl_union_set *bset);
1879
1880 =item * Power
1881
1882         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1883                 int *exact);
1884         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1885                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1886
1887 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1888 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1889 I<k>th power of C<map>.
1890 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1891 then C<*exact> is set to C<1>.
1892
1893 =item * Transitive closure
1894
1895         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1896                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1897         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1898                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1899
1900 Compute the transitive closure of C<map>.
1901 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1902 then C<*exact> is set to C<1>.
1903
1904 =item * Reaching path lengths
1905
1906         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1907                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1908
1909 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1910 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1911 end up in the given element.
1912 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1913 then C<*exact> is set to C<1>.
1914 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1915 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1916 In particular, if the input relation is a dependence relation
1917 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1918 to the free schedule.
1919 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1920 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1921 the overapproximation), then you will get an error message.
1922
1923 =item * Wrapping
1924
1925         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1926                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1927         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1928                 __isl_take isl_map *map);
1929         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1930                 __isl_take isl_union_map *umap);
1931         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1932                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1933         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1934                 __isl_take isl_set *set);
1935         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1936                 __isl_take isl_union_set *uset);
1937
1938 =item * Flattening
1939
1940 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1941 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1942 then the name of the space is also removed.
1943
1944         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1945                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1946         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1947                 __isl_take isl_set *set);
1948         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
1949                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1950         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
1951                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1952         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
1953                 __isl_take isl_map *map);
1954         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(
1955                 __isl_take isl_map *map);
1956         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1957                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1958         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1959                 __isl_take isl_map *map);
1960
1961         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1962                 __isl_take isl_set *set);
1963
1964 The function above constructs a relation
1965 that maps the input set to a flattened version of the set.
1966
1967 =item * Lifting
1968
1969 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1970 to the existentially quantified variables in the input.
1971 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1972 is the original space and the range corresponds to the original
1973 existentially quantified variables.
1974
1975         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1976                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1977         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1978                 __isl_take isl_set *set);
1979         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1980                 __isl_take isl_union_set *uset);
1981
1982 =item * Internal Product
1983
1984         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1985                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1986         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1987                 __isl_take isl_map *map);
1988         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1989                 __isl_take isl_union_map *umap);
1990
1991 Given a relation with nested relations for domain and range,
1992 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1993
1994 =item * Aligning parameters
1995
1996         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1997                 __isl_take isl_set *set,
1998                 __isl_take isl_space *model);
1999         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
2000                 __isl_take isl_map *map,
2001                 __isl_take isl_space *model);
2002
2003 Change the order of the parameters of the given set or relation
2004 such that the first parameters match those of C<model>.
2005 This may involve the introduction of extra parameters.
2006 All parameters need to be named.
2007
2008 =item * Dimension manipulation
2009
2010         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
2011                 __isl_take isl_set *set,
2012                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2013         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
2014                 __isl_take isl_map *map,
2015                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2016         __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(
2017                 __isl_take isl_set *set,
2018                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2019         __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(
2020                 __isl_take isl_map *map,
2021                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2022
2023 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
2024 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
2025 structure of the space.  However, the above functions can be useful
2026 to add new parameters, assuming
2027 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
2028 are not sufficient.
2029
2030 =back
2031
2032 =head2 Binary Operations
2033
2034 The two arguments of a binary operation not only need to live
2035 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
2036 the same (number of) parameters.
2037
2038 =head3 Basic Operations
2039
2040 =over
2041
2042 =item * Intersection
2043
2044         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2045                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2046                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2047         __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(
2048                 __isl_take isl_set *set,
2049                 __isl_take isl_set *params);
2050         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
2051                 __isl_take isl_set *set1,
2052                 __isl_take isl_set *set2);
2053         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
2054                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2055                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2056         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2057                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2058                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2059         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2060                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2061                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2062         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2063                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2064                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2065         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(
2066                 __isl_take isl_map *map,
2067                 __isl_take isl_set *params);
2068         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
2069                 __isl_take isl_map *map,
2070                 __isl_take isl_set *set);
2071         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
2072                 __isl_take isl_map *map,
2073                 __isl_take isl_set *set);
2074         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
2075                 __isl_take isl_map *map1,
2076                 __isl_take isl_map *map2);
2077         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
2078                 __isl_take isl_union_map *umap,
2079                 __isl_take isl_union_set *uset);
2080         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
2081                 __isl_take isl_union_map *umap,
2082                 __isl_take isl_union_set *uset);
2083         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
2084                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2085                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2086
2087 =item * Union
2088
2089         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
2090                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2091                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2092         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
2093                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2094                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2095         __isl_give isl_set *isl_set_union(
2096                 __isl_take isl_set *set1,
2097                 __isl_take isl_set *set2);
2098         __isl_give isl_map *isl_map_union(
2099                 __isl_take isl_map *map1,
2100                 __isl_take isl_map *map2);
2101         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
2102                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2103                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2104         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
2105                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2106                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2107
2108 =item * Set difference
2109
2110         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
2111                 __isl_take isl_set *set1,
2112                 __isl_take isl_set *set2);
2113         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
2114                 __isl_take isl_map *map1,
2115                 __isl_take isl_map *map2);
2116         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
2117                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2118                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2119         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
2120                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2121                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2122
2123 =item * Application
2124
2125         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2126                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2127                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2128         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
2129                 __isl_take isl_set *set,
2130                 __isl_take isl_map *map);
2131         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
2132                 __isl_take isl_union_set *uset,
2133                 __isl_take isl_union_map *umap);
2134         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2135                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2136                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2137         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2138                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2139                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2140         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
2141                 __isl_take isl_map *map1,
2142                 __isl_take isl_map *map2);
2143         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
2144                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2145                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2146         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
2147                 __isl_take isl_map *map1,
2148                 __isl_take isl_map *map2);
2149         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
2150                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2151                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2152
2153 =item * Cartesian Product
2154
2155         __isl_give isl_set *isl_set_product(
2156                 __isl_take isl_set *set1,
2157                 __isl_take isl_set *set2);
2158         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
2159                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2160                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2161         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
2162                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2163                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2164         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
2165                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2166                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2167         __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(
2168                 __isl_take isl_map *map1,
2169                 __isl_take isl_map *map2);
2170         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
2171                 __isl_take isl_map *map1,
2172                 __isl_take isl_map *map2);
2173         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
2174                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2175                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2176         __isl_give isl_map *isl_map_product(
2177                 __isl_take isl_map *map1,
2178                 __isl_take isl_map *map2);
2179         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
2180                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2181                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2182
2183 The above functions compute the cross product of the given
2184 sets or relations.  The domains and ranges of the results
2185 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
2186 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
2187 instead.
2188
2189         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
2190                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2191                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2192         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
2193                 __isl_take isl_set *set1,
2194                 __isl_take isl_set *set2);
2195         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
2196                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2197                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2198         __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(
2199                 __isl_take isl_map *map1,
2200                 __isl_take isl_map *map2);
2201         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
2202                 __isl_take isl_map *map1,
2203                 __isl_take isl_map *map2);
2204         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
2205                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2206                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2207         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
2208                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2209                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2210         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
2211                 __isl_take isl_map *map1,
2212                 __isl_take isl_map *map2);
2213
2214 =item * Simplification
2215
2216         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
2217                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2218                 __isl_take isl_basic_set *context);
2219         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
2220                 __isl_take isl_set *context);
2221         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
2222                 __isl_take isl_union_set *uset,
2223                 __isl_take isl_union_set *context);
2224         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
2225                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2226                 __isl_take isl_basic_map *context);
2227         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
2228                 __isl_take isl_map *context);
2229         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2230                 __isl_take isl_union_map *umap,
2231                 __isl_take isl_union_map *context);
2232
2233 The gist operation returns a set or relation that has the
2234 same intersection with the context as the input set or relation.
2235 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2236 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2237 are removed.
2238 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2239 per space.
2240
2241 =back
2242
2243 =head3 Lexicographic Optimization
2244
2245 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2246 the following functions
2247 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2248 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2249 that satisfy C<dom>.
2250 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2251 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2252 has no elements.
2253 In other words, the union of the parameter values
2254 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2255 is equal to C<dom>.
2256
2257         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2258                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2259                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2260                 __isl_give isl_set **empty);
2261         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2262                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2263                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2264                 __isl_give isl_set **empty);
2265         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2266                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2267                 __isl_give isl_set **empty);
2268         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2269                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2270                 __isl_give isl_set **empty);
2271
2272 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2273 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2274 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2275 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2276
2277         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2278                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2279         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2280                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2281         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2282                 __isl_take isl_set *set);
2283         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2284                 __isl_take isl_set *set);
2285         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2286                 __isl_take isl_union_set *uset);
2287         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2288                 __isl_take isl_union_set *uset);
2289
2290 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2291 the following functions
2292 compute a relation that maps each element of C<dom>
2293 to the single lexicographic minimum or maximum
2294 of the elements that are associated to that same
2295 element in C<map> (or C<bmap>).
2296 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2297 that contains the elements in C<dom> that do not map
2298 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2299 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2300 is equal to C<dom>.
2301
2302         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
2303                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2304                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2305                 __isl_give isl_set **empty);
2306         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
2307                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2308                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2309                 __isl_give isl_set **empty);
2310         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
2311                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2312                 __isl_give isl_set **empty);
2313         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
2314                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2315                 __isl_give isl_set **empty);
2316
2317 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2318 return a map mapping each element in the domain of
2319 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2320 of all elements associated to that element.
2321 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2322
2323         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2324                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2325         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2326                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2327         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2328                 __isl_take isl_map *map);
2329         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2330                 __isl_take isl_map *map);
2331         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2332                 __isl_take isl_union_map *umap);
2333         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2334                 __isl_take isl_union_map *umap);
2335
2336 =head2 Lists
2337
2338 Lists are defined over several element types, including
2339 C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2340 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2341 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2342
2343         #include <isl/list.h>
2344         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_from_set(
2345                 __isl_take isl_set *el);
2346         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2347                 isl_ctx *ctx, int n);
2348         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2349                 __isl_keep isl_set_list *list);
2350         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2351                 __isl_take isl_set_list *list,
2352                 __isl_take isl_set *el);
2353         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_concat(
2354                 __isl_take isl_set_list *list1,
2355                 __isl_take isl_set_list *list2);
2356         void *isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2357
2358 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2359 C<n> elements.  C<isl_set_list_from_set> creates a list with a single
2360 element.
2361
2362 Lists can be inspected using the following functions.
2363
2364         #include <isl/list.h>
2365         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2366         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2367         __isl_give isl_set *isl_set_list_get_set(
2368                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2369         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2370                 int (*fn)(__isl_take isl_set *el, void *user),
2371                 void *user);
2372
2373 Lists can be printed using
2374
2375         #include <isl/list.h>
2376         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2377                 __isl_take isl_printer *p,
2378                 __isl_keep isl_set_list *list);
2379
2380 =head2 Matrices
2381
2382 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2383
2384         #include <isl/mat.h>
2385         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(isl_ctx *ctx,
2386                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2387         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2388         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2389
2390 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2391 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2392
2393         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2394         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2395         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2396         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2397                 int row, int col, isl_int *v);
2398         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2399                 int row, int col, isl_int v);
2400         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2401                 int row, int col, int v);
2402
2403 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2404 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2405
2406 The following function can be used to compute the (right) inverse
2407 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2408 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2409 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2410
2411         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2412
2413 The following function can be used to compute the (right) kernel
2414 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2415 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2416
2417         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2418
2419 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
2420
2421 The zero quasi affine expression can be created using
2422
2423         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(
2424                 __isl_take isl_local_space *ls);
2425
2426 A quasi affine expression can also be initialized from an C<isl_div>:
2427
2428         #include <isl/div.h>
2429         __isl_give isl_aff *isl_aff_from_div(__isl_take isl_div *div);
2430
2431 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
2432 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
2433 be created using the following functions.
2434
2435         #include <isl/aff.h>
2436         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
2437                 __isl_take isl_space *space);
2438         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
2439                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
2440         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(
2441                 __isl_take isl_aff *aff);
2442
2443 Quasi affine expressions can be copied and freed using
2444
2445         #include <isl/aff.h>
2446         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2447         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2448
2449         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
2450                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2451         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2452
2453 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2454 using the following function.  The constraint is required to have
2455 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2456
2457         #include <isl/constraint.h>
2458         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2459                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2460                 enum isl_dim_type type, int pos);
2461
2462 The entire affine expression of the constraint can also be extracted
2463 using the following function.
2464
2465         #include <isl/constraint.h>
2466         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_aff(
2467                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
2468
2469 Conversely, an equality constraint equating
2470 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2471 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2472
2473         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2474                 __isl_take isl_aff *aff);
2475         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2476                 __isl_take isl_aff *aff);
2477
2478 The expression can be inspected using
2479
2480         #include <isl/aff.h>
2481         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2482         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2483                 enum isl_dim_type type);
2484         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2485                 __isl_keep isl_aff *aff);
2486         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2487                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2488         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2489                 isl_int *v);
2490         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2491                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2492         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2493                 isl_int *v);
2494         __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(
2495                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2496
2497         int isl_pw_aff_foreach_piece(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2498                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2499                           __isl_take isl_aff *aff,
2500                           void *user), void *user);
2501
2502         int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff);
2503         int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2504
2505         int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
2506                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2507         int isl_pw_aff_involves_dims(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2508                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2509
2510         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2511         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2512                 enum isl_dim_type type);
2513         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2514
2515 It can be modified using
2516
2517         #include <isl/aff.h>
2518         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(
2519                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2520                 __isl_take isl_id *id);
2521         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
2522                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
2523                 unsigned pos, const char *s);
2524         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2525                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2526         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2527                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2528         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2529                 __isl_take isl_aff *aff,
2530                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2531         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2532                 __isl_take isl_aff *aff,
2533                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2534         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2535                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2536
2537         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2538                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2539         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
2540                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2541         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(
2542                 __isl_take isl_aff *aff,
2543                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2544         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2545                 __isl_take isl_aff *aff,
2546                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2547
2548         __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(
2549                 __isl_take isl_aff *aff,
2550                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2551         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_insert_dims(
2552                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2553                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2554         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(
2555                 __isl_take isl_aff *aff,
2556                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2557         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(
2558                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2559                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2560         __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(
2561                 __isl_take isl_aff *aff,
2562                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2563         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_drop_dims(
2564                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2565                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2566
2567 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2568 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2569 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2570 the possibly rational constant or coefficient.
2571
2572 To check whether an affine expressions is obviously zero
2573 or obviously equal to some other affine expression, use
2574
2575         #include <isl/aff.h>
2576         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
2577         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
2578                 __isl_keep isl_aff *aff2);
2579
2580 Operations include
2581
2582         #include <isl/aff.h>
2583         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2584                 __isl_take isl_aff *aff2);
2585         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(
2586                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2587                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2588         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(
2589                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2590                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2591         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
2592                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2593                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2594         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2595                 __isl_take isl_aff *aff2);
2596         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_sub(
2597                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2598                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2599         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2600         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_neg(
2601                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2602         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2603         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(
2604                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2605         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
2606         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(
2607                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2608         __isl_give isl_aff *isl_aff_mod(__isl_take isl_aff *aff,
2609                 isl_int mod);
2610         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mod(
2611                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int mod);
2612         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2613                 isl_int f);
2614         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale(
2615                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2616         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2617                 isl_int f);
2618         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
2619                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
2620         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(
2621                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2622
2623         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(
2624                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2625         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(
2626                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2627
2628         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
2629                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
2630
2631         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_align_params(
2632                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2633                 __isl_take isl_space *model);
2634
2635         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
2636                 __isl_take isl_set *context);
2637         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
2638                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2639                 __isl_take isl_set *context);
2640
2641         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_domain(
2642                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2643
2644         __isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
2645                 __isl_take isl_aff *aff2);
2646         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(
2647                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2648                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2649
2650 When multiplying two affine expressions, at least one of the two needs
2651 to be a constant.
2652
2653         #include <isl/aff.h>
2654         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_le_basic_set(
2655                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2656         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
2657                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2658         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(
2659                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2660                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2661         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(
2662                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2663                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2664         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(
2665                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2666                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2667         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(
2668                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2669                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2670         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(
2671                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2672                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2673         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(
2674                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2675                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2676
2677         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(
2678                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2679                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2680         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(
2681                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2682                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2683         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(
2684                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2685                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2686         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(
2687                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2688                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2689         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(
2690                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2691                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2692         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(
2693                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2694                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2695
2696 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
2697 containing those elements in the shared space
2698 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
2699 The function C<isl_aff_ge_set> returns a set
2700 containing those elements in the shared domain
2701 of C<pwaff1> and C<pwaff2> where C<pwaff1> is greater than or equal to C<pwaff2>.
2702 The functions operating on C<isl_pw_aff_list> apply the corresponding
2703 C<isl_pw_aff> function to each pair of elements in the two lists.
2704
2705         #include <isl/aff.h>
2706         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(
2707                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2708         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(
2709                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2710         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(
2711                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2712
2713 The function C<isl_pw_aff_nonneg_set> returns a set
2714 containing those elements in the domain
2715 of C<pwaff> where C<pwaff> is non-negative.
2716
2717         #include <isl/aff.h>
2718         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(
2719                 __isl_take isl_set *cond,
2720                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true,
2721                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false);
2722
2723 The function C<isl_pw_aff_cond> performs a conditional operator
2724 and returns an expression that is equal to C<pwaff_true>
2725 for elements in C<cond> and equal to C<pwaff_false> for elements
2726 not in C<cond>.
2727
2728         #include <isl/aff.h>
2729         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_min(
2730                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2731                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2732         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(
2733                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2734                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2735
2736 The function C<isl_pw_aff_union_max> computes a piecewise quasi-affine
2737 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
2738 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
2739 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
2740 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
2741 associated expression is the defined one.
2742
2743 An expression can be printed using
2744
2745         #include <isl/aff.h>
2746         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2747                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2748
2749         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
2750                 __isl_take isl_printer *p,
2751                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2752
2753 =head2 Points
2754
2755 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2756 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2757 individual elements of a set.
2758 The zero point (the origin) can be created using
2759
2760         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_space *space);
2761
2762 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2763 using
2764
2765         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2766                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2767         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2768                 __isl_take isl_point *pnt,
2769                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2770
2771         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2772                 __isl_take isl_point *pnt,
2773                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2774         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2775                 __isl_take isl_point *pnt,
2776                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2777
2778 Other properties can be obtained using
2779
2780         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
2781
2782 Points can be copied or freed using
2783
2784         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2785                 __isl_keep isl_point *pnt);
2786         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2787
2788 A singleton set can be created from a point using
2789
2790         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2791                 __isl_take isl_point *pnt);
2792         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2793                 __isl_take isl_point *pnt);
2794
2795 and a box can be created from two opposite extremal points using
2796
2797         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2798                 __isl_take isl_point *pnt1,
2799                 __isl_take isl_point *pnt2);
2800         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2801                 __isl_take isl_point *pnt1,
2802                 __isl_take isl_point *pnt2);
2803
2804 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2805 the following functions.
2806
2807         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2808                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2809                 void *user);
2810         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2811                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2812                 void *user);
2813
2814 The function C<fn> is called for each integer point in
2815 C<set> with as second argument the last argument of
2816 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2817 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2818 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2819 enumerating and return C<-1> as well.
2820 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2821 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2822
2823 To obtain a single point of a (basic) set, use
2824
2825         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2826                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2827         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2828                 __isl_take isl_set *set);
2829
2830 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2831 resulting point will be ``void'', a property that can be
2832 tested using
2833
2834         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2835
2836 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2837
2838 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2839 a parametric point to a rational value.
2840 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2841 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2842 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2843 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2844 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2845 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2846 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2847 the value is assumed to be zero.
2848 For example, the piecewise quasipolynomial
2849
2850         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2851
2852 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2853 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2854 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2855 defined over different domains.
2856 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2857 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2858 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2859 the number of points in the map
2860
2861         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2862
2863 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2864
2865 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2866 using the following functions.
2867
2868         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2869                 __isl_take isl_printer *p,
2870                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2871
2872         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2873                 __isl_take isl_printer *p,
2874                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2875
2876         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2877                 __isl_take isl_printer *p,
2878                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2879
2880 The output format of the printer
2881 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2882 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2883 is supported.
2884 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2885 to set the names of all dimensions
2886
2887         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2888                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2889                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2890                 const char *s);
2891         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2892         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2893                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2894                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2895                 const char *s);
2896
2897 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2898
2899 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2900 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2901 operations such as addition and multiplication
2902 on the resulting quasipolynomials
2903
2904         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2905                 __isl_take isl_space *dim);
2906         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2907                 __isl_take isl_space *dim);
2908         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2909                 __isl_take isl_space *dim);
2910         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2911                 __isl_take isl_space *dim);
2912         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2913                 __isl_take isl_space *dim);
2914         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2915                 __isl_take isl_space *dim,
2916                 const isl_int n, const isl_int d);
2917         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2918                 __isl_take isl_div *div);
2919         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2920                 __isl_take isl_space *dim,
2921                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2922         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2923                 __isl_take isl_aff *aff);
2924
2925 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2926 with a single cell can be created using the following functions.
2927 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2928 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2929
2930         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2931                 __isl_take isl_space *space);
2932         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2933                 __isl_take isl_set *set,
2934                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2935         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_qpolynomial(
2936                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2937         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_pw_aff(
2938                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2939
2940         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2941                 __isl_take isl_space *space);
2942         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2943                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2944         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2945                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2946                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2947
2948 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2949 functions.
2950
2951         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2952                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2953         void *isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2954
2955         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2956                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2957         void *isl_pw_qpolynomial_free(
2958                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2959
2960         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2961                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2962         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2963                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2964
2965 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2966
2967 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2968 piecewise quasipolynomial, use the following function
2969
2970         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2971                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2972                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2973                 void *user);
2974
2975 To extract the piecewise quasipolynomial in a given space from a union, use
2976
2977         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2978         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2979                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2980                 __isl_take isl_space *space);
2981
2982 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2983 use either of the following two functions
2984
2985         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2986                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2987                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2988                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2989                           void *user), void *user);
2990         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2991                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2992                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2993                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2994                           void *user), void *user);
2995
2996 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2997 and C<-1> on failure.  The difference between
2998 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2999 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
3000 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
3001 compute unique representations for all existentially quantified
3002 variables and then turn these existentially quantified variables
3003 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
3004 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
3005 will not have any existentially quantified variables, but that
3006 the dimensions of the sets may be different for different
3007 invocations of C<fn>.
3008
3009 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
3010 use
3011
3012         int isl_qpolynomial_foreach_term(
3013                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
3014                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
3015                           void *user), void *user);
3016
3017 The terms themselves can be inspected and freed using
3018 these functions
3019
3020         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
3021                 enum isl_dim_type type);
3022         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
3023                 isl_int *n);
3024         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
3025                 isl_int *d);
3026         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
3027                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3028         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
3029                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
3030         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
3031
3032 Each term is a product of parameters, set variables and
3033 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
3034 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
3035 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
3036 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
3037 using C<isl_int_init> before calling these functions.
3038
3039 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
3040
3041 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
3042 use the following function.
3043
3044         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
3045                 isl_int *n, isl_int *d);
3046
3047 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
3048 then the numerator and denominator of the constant
3049 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
3050
3051 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
3052
3053         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
3054                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
3055         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
3056                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
3057         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
3058                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3059                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3060         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
3061                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3062                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3063         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
3064                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3065                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3066         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
3067                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
3068
3069         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
3070                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3071                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3072         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
3073                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3074                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3075         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
3076                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3077                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3078         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
3079                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3080         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
3081                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3082                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3083         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_pow(
3084                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, unsigned exponent);
3085
3086         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
3087                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3088                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3089         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
3090                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3091                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3092         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
3093                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3094                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3095
3096         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
3097                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3098                 __isl_take isl_point *pnt);
3099
3100         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
3101                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3102                 __isl_take isl_point *pnt);
3103
3104         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
3105                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3106         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3107                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
3108                 __isl_take isl_set *set);
3109
3110         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
3111                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3112         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3113                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
3114                 __isl_take isl_union_set *uset);
3115
3116         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
3117                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3118                 __isl_take isl_space *model);
3119
3120         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
3121                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3122
3123         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
3124                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3125                 __isl_take isl_set *context);
3126
3127         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
3128                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3129                 __isl_take isl_set *context);
3130
3131         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
3132                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3133                 __isl_take isl_union_set *context);
3134
3135 The gist operation applies the gist operation to each of
3136 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
3137 The context is also exploited
3138 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
3139
3140         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3141                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
3142         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
3143         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3144                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
3145
3146 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
3147 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
3148 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
3149 will lie somewhere in between.
3150
3151 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
3152
3153 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
3154 reduction (or fold) of quasipolynomials.
3155 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
3156 The objects are mainly used to represent the result of
3157 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
3158 i.e., as the result of the following function.
3159
3160         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
3161                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3162                 enum isl_fold type, int *tight);
3163
3164         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
3165                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3166                 enum isl_fold type, int *tight);
3167
3168 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
3169 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
3170 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
3171 of the parameters there is at least
3172 one element in the domain that reaches the bound.
3173 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
3174 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
3175 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
3176 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
3177 wrapped relation becomes the domain of the result.
3178
3179 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
3180 following functions.
3181
3182         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
3183                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
3184         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
3185                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3186         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
3187                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3188         void isl_qpolynomial_fold_free(
3189                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
3190         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
3191                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3192         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
3193                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3194
3195 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
3196
3197 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
3198 using the following function.
3199
3200         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
3201                 __isl_take isl_printer *p,
3202                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3203         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
3204                 __isl_take isl_printer *p,
3205                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3206
3207 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
3208 output format of the printer
3209 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
3210 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
3211 output format of the printer
3212 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
3213 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
3214 to set the names of all dimensions
3215
3216         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3217         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
3218                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3219                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
3220                 const char *s);
3221
3222 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
3223
3224 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
3225 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
3226
3227         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
3228                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3229                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3230                             void *user), void *user);
3231
3232 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
3233 use either of the following two functions
3234
3235         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
3236                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3237                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3238                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3239                           void *user), void *user);
3240         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
3241                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3242                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3243                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3244                           void *user), void *user);
3245
3246 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
3247 of the difference between these two functions.
3248
3249 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
3250
3251         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
3252                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
3253                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
3254                           void *user), void *user);
3255
3256 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
3257
3258         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
3259                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
3260
3261         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
3262                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3263                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3264
3265         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
3266                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3267                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3268
3269         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
3270                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
3271                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
3272
3273         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
3274                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3275                 __isl_take isl_point *pnt);
3276
3277         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
3278                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3279                 __isl_take isl_point *pnt);
3280
3281         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
3282                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3283         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
3284                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3285                 __isl_take isl_union_set *uset);
3286
3287         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3288                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3289
3290         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3291                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3292
3293         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
3294                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3295                 __isl_take isl_set *context);
3296
3297         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
3298                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3299                 __isl_take isl_union_set *context);
3300
3301 The gist operation applies the gist operation to each of
3302 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
3303 In future, the operation will also exploit the context
3304 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
3305
3306         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3307         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
3308                 __isl_take isl_set *set,
3309                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3310                 int *tight);
3311         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3312         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
3313                 __isl_take isl_map *map,
3314                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3315                 int *tight);
3316         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3317         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3318                 __isl_take isl_union_set *uset,
3319                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3320                 int *tight);
3321         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3322         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3323                 __isl_take isl_union_map *umap,
3324                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3325                 int *tight);
3326
3327 The functions taking a map
3328 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
3329 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
3330 over all elements in the intersection of the range of the map
3331 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
3332 as a function of an element in the domain of the map.
3333 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
3334 intersection of the set and the domain of the
3335 piecewise quasipolynomial reduction.
3336
3337 =head2 Dependence Analysis
3338
3339 C<isl> contains specialized functionality for performing
3340 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
3341 and a collection of possible I<source> access relations,
3342 C<isl> can compute relations that describe
3343 for each iteration of the sink access, which iteration
3344 of which of the source access relations was the last
3345 to access the same data element before the given iteration
3346 of the sink access.
3347 To compute standard flow dependences, the sink should be
3348 a read, while the sources should be writes.
3349 If any of the source accesses are marked as being I<may>
3350 accesses, then there will be a dependence to the last
3351 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
3352 this last I<must> access.
3353 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
3354 then memory based dependence analysis is performed.
3355 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
3356 then value based dependence analysis is performed.
3357
3358         #include <isl/flow.h>
3359
3360         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
3361
3362         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
3363                 __isl_take isl_map *sink,
3364                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
3365                 int max_source);
3366         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
3367                 __isl_take isl_access_info *acc,
3368                 __isl_take isl_map *source, int must,
3369                 void *source_user);
3370         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
3371
3372         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
3373                 __isl_take isl_access_info *acc);
3374
3375         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
3376                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
3377                           void *dep_user, void *user),
3378                 void *user);
3379         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
3380                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
3381         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
3382
3383 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
3384 dependence analysis.  The other functions are used to construct
3385 the input for this function or to read off the output.
3386
3387 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
3388 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
3389 The arguments to this functions are the sink access relation
3390 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
3391 access to the user, a callback function for specifying the
3392 relative order of source and sink accesses, and the number
3393 of source access relations that will be added.
3394 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
3395 The function is called with two user supplied tokens identifying
3396 either a source or the sink and it should return the shared nesting
3397 level and the relative order of the two accesses.
3398 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
3399 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
3400 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
3401 it should return I<2 * n>.
3402 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
3403 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
3404 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
3405 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
3406 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
3407 of the relation accesses I<all> elements in its image.
3408 The C<source_user> token is again used to identify
3409 the source access.  The range of the source access relation
3410 C<source> should have the same dimension as the range
3411 of the sink access relation.
3412 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
3413 called explicitly, because it is called implicitly by
3414 C<isl_access_info_compute_flow>.
3415
3416 The result of the dependence analysis is collected in an
3417 C<isl_flow>.  There may be elements of
3418 the sink access for which no preceding source access could be
3419 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
3420 The relations containing these elements can be obtained through
3421 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
3422 and the second with C<must> unset.
3423 In the case of standard flow dependence analysis,
3424 with the sink a read and the sources I<must> writes,
3425 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
3426 array elements and the second relation is empty.
3427 The actual flow dependences can be extracted using
3428 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
3429 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
3430 a source and the sink.  The callback function is called
3431 with four arguments, the actual flow dependence relation
3432 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
3433 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
3434 identifying the source and an additional C<void *> with value
3435 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
3436 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
3437 source and if it is not followed by any I<may> sources.
3438
3439 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
3440 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
3441
3442 A higher-level interface to dependence analysis is provided
3443 by the following function.
3444
3445         #include <isl/flow.h>
3446
3447         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
3448                 __isl_take isl_union_map *must_source,
3449                 __isl_take isl_union_map *may_source,
3450                 __isl_take isl_union_map *schedule,
3451                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
3452                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
3453                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
3454                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
3455
3456 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
3457 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
3458 of the domains of the accesses and of the schedule.
3459 The relative order of the iteration domains is given by the
3460 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
3461 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
3462 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
3463 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
3464 any of the other arguments is treated as an error.
3465
3466 =head2 Scheduling
3467
3468 B<The functionality described in this section is fairly new
3469 and may be subject to change.>
3470
3471 The following function can be used to compute a schedule
3472 for a union of domains.  The generated schedule respects
3473 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
3474 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
3475 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
3476 the dependence distances over C<proximity> dependences.
3477 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
3478 for groups of domains where the dependence distances have only
3479 non-negative values.
3480 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
3481 of C<Pluto>.
3482
3483         #include <isl/schedule.h>
3484         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
3485                 __isl_take isl_union_set *domain,
3486                 __isl_take isl_union_map *validity,
3487                 __isl_take isl_union_map *proximity);
3488         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
3489
3490 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
3491 from an C<isl_schedule> using the following function.
3492
3493         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
3494                 __isl_keep isl_schedule *sched);
3495
3496 A representation of the schedule can be printed using
3497          
3498         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
3499                 __isl_take isl_printer *p,
3500                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3501
3502 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
3503 using the following function.
3504
3505         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3506                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3507
3508 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
3509 The bands inside the list can be copied and freed using the following
3510 functions.
3511
3512         #include <isl/band.h>
3513         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
3514                 __isl_keep isl_band *band);
3515         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
3516
3517 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
3518 These are referred to as the members of the band.
3519 The section of the schedule that corresponds to the band is
3520 referred to as the partial schedule of the band.
3521 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
3522 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
3523 dimensions form the suffix schedule.
3524 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
3525 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
3526 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
3527 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
3528 The properties of a band can be inspected using the following functions.
3529
3530         #include <isl/band.h>
3531         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
3532
3533         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
3534         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
3535                 __isl_keep isl_band *band);
3536
3537         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
3538                 __isl_keep isl_band *band);
3539         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
3540                 __isl_keep isl_band *band);
3541         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
3542                 __isl_keep isl_band *band);
3543
3544         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
3545         int isl_band_member_is_zero_distance(
3546                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
3547
3548 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
3549 distance'' if it does not carry any proximity dependences
3550 within its band.
3551 That is, if the dependence distances of the proximity
3552 dependences are all zero in that direction (for fixed
3553 iterations of outer bands).
3554
3555 A representation of the band can be printed using
3556
3557         #include <isl/band.h>
3558         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
3559                 __isl_take isl_printer *p,
3560                 __isl_keep isl_band *band);
3561
3562 =head2 Parametric Vertex Enumeration
3563
3564 The parametric vertex enumeration described in this section
3565 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
3566 library.
3567
3568         #include <isl/vertices.h>
3569         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3570                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3571
3572 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3573 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3574 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3575 This information can be queried by either iterating over all
3576 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3577 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3578
3579         int isl_vertices_foreach_vertex(
3580                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3581                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3582                 void *user);
3583
3584         int isl_vertices_foreach_cell(
3585                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3586                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3587                 void *user);
3588         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3589                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3590                 void *user);
3591
3592 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3593 the following.
3594
3595         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3596                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3597         int isl_vertices_get_n_vertices(
3598                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3599         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3600
3601 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3602
3603         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3604         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3605         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3606                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3607         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3608                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3609         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3610
3611 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3612 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3613 of the vertex.
3614 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3615 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3616 and should not be mixed with integer sets.
3617
3618 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3619
3620         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3621         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3622                 __isl_keep isl_cell *cell);
3623         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3624
3625 =head1 Applications
3626
3627 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3628 it also contains some basic applications that use some
3629 of the functionality of C<isl>.
3630 The input may be specified in either the L<isl format>
3631 or the L<PolyLib format>.
3632
3633 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3634
3635 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3636 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3637 The first column in the output is the denominator and is always
3638 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3639 then a vector of length zero is printed.
3640
3641 =head2 C<isl_pip>
3642
3643 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3644 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3645 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3646 of constraints on a parametric polyhedron.
3647 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3648 (but before the final constant column).
3649 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3650 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3651 is just a dump of the internal state.
3652
3653 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3654
3655 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3656 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3657 If an affine objective function
3658 is given, then the constant should appear in the last column.
3659
3660 =head2 C<isl_polytope_scan>
3661
3662 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3663 all integer points in the polytope.