f26a29234737f7b0e4fe8963e13574ce7fd76a48
[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
20 =head1 Installation
21
22 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
23 or from the git repository.  Both are available from
24 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
25 The installation process depends on how you obtained
26 the source.
27
28 =head2 Installation from the git repository
29
30 =over
31
32 =item 1 Clone or update the repository
33
34 The first time the source is obtained, you need to clone
35 the repository.
36
37         git clone git://repo.or.cz/isl.git
38
39 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
40
41         git pull
42
43 =item 2 Get submodule (optional)
44
45 C<isl> can optionally use the C<piplib> library and provides
46 this library as a submodule.  If you want to use it, then
47 after you have cloned C<isl>, you need to grab the submodules
48
49         git submodule init
50         git submodule update
51
52 To obtain updates, you only need
53
54         git submodule update
55
56 Note that C<isl> currently does not use any C<piplib>
57 functionality by default.
58
59 =item 3 Generate C<configure>
60
61         ./autogen.sh
62
63 =back
64
65 After performing the above steps, continue
66 with the L<Common installation instructions>.
67
68 =head2 Common installation instructions
69
70 =over
71
72 =item 1 Obtain C<GMP>
73
74 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
75 Your distribution may not provide these header files by default
76 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
77 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
78 source, available from L<http://gmplib.org/>.
79
80 =item 2 Configure
81
82 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
83 To run it, just type
84
85         ./configure
86
87 optionally followed by some configure options.
88 A complete list of options can be obtained by running
89
90         ./configure --help
91
92 Below we discuss some of the more common options.
93
94 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
95 C<piplib> functionality is currently used by default.
96 The C<--with-piplib> option can
97 be used to specify which C<piplib>
98 library to use, either an installed version (C<system>),
99 an externally built version (C<build>)
100 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
101 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
102 and C<piplib>.
103
104 =over
105
106 =item C<--prefix>
107
108 Installation prefix for C<isl>
109
110 =item C<--with-gmp-prefix>
111
112 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
113
114 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
115
116 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
117
118 =item C<--with-piplib>
119
120 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
121
122 =item C<--with-piplib-prefix>
123
124 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
125
126 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
127
128 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
129
130 =item C<--with-piplib-builddir>
131
132 Location where C<build> C<piplib> was built.
133
134 =back
135
136 =item 3 Compile
137
138         make
139
140 =item 4 Install (optional)
141
142         make install
143
144 =back
145
146 =head1 Library
147
148 =head2 Initialization
149
150 All manipulations of integer sets and relations occur within
151 the context of an C<isl_ctx>.
152 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
153 All arguments of a function are required to have been allocated
154 within the same context.
155 There are currently no functions available for moving an object
156 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
157 there is currently no way of safely moving an object from one
158 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
159
160 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
161 freed using C<isl_ctx_free>.
162 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
163 before the C<isl_ctx> itself is freed.
164
165         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
166         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
167
168 =head2 Integers
169
170 All operations on integers, mainly the coefficients
171 of the constraints describing the sets and relations,
172 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
173 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
174 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
175 are wrapped inside C<isl> specific macros.
176 The basic type is C<isl_int> and the following operations
177 are available on this type.
178 The meanings of these operations are essentially the same
179 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
180 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
181 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
182 and they need to be released with C<isl_int_clear>
183 after the last use.
184
185 =over
186
187 =item isl_int_init(i)
188
189 =item isl_int_clear(i)
190
191 =item isl_int_set(r,i)
192
193 =item isl_int_set_si(r,i)
194
195 =item isl_int_abs(r,i)
196
197 =item isl_int_neg(r,i)
198
199 =item isl_int_swap(i,j)
200
201 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
202
203 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
204
205 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
206
207 =item isl_int_add(r,i,j)
208
209 =item isl_int_sub(r,i,j)
210
211 =item isl_int_mul(r,i,j)
212
213 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
214
215 =item isl_int_addmul(r,i,j)
216
217 =item isl_int_submul(r,i,j)
218
219 =item isl_int_gcd(r,i,j)
220
221 =item isl_int_lcm(r,i,j)
222
223 =item isl_int_divexact(r,i,j)
224
225 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
226
227 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
228
229 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
230
231 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
232
233 =item isl_int_read(r,s)
234
235 =item isl_int_print(out,i,width)
236
237 =item isl_int_sgn(i)
238
239 =item isl_int_cmp(i,j)
240
241 =item isl_int_cmp_si(i,si)
242
243 =item isl_int_eq(i,j)
244
245 =item isl_int_ne(i,j)
246
247 =item isl_int_lt(i,j)
248
249 =item isl_int_le(i,j)
250
251 =item isl_int_gt(i,j)
252
253 =item isl_int_ge(i,j)
254
255 =item isl_int_abs_eq(i,j)
256
257 =item isl_int_abs_ne(i,j)
258
259 =item isl_int_abs_lt(i,j)
260
261 =item isl_int_abs_gt(i,j)
262
263 =item isl_int_abs_ge(i,j)
264
265 =item isl_int_is_zero(i)
266
267 =item isl_int_is_one(i)
268
269 =item isl_int_is_negone(i)
270
271 =item isl_int_is_pos(i)
272
273 =item isl_int_is_neg(i)
274
275 =item isl_int_is_nonpos(i)
276
277 =item isl_int_is_nonneg(i)
278
279 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
280
281 =back
282
283 =head2 Sets and Relations
284
285 C<isl> uses four types of objects for representing sets and relations,
286 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set> and C<isl_map>.
287 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
288 can be described as a conjunction of affine constraints, while
289 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
290 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
291 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
292 one set of variables, while relations have two sets of variables,
293 input variables and output variables.
294
295 =head2 Memory Management
296
297 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
298 several substeps and since the user is usually not interested in
299 the intermediate results, most functions that return a new object
300 will also release all the objects passed as arguments.
301 If the user still wants to use one or more of these arguments
302 after the function call, she should pass along a copy of the
303 object rather than the object itself.
304 The user is then responsible for make sure that the original
305 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
306
307 The arguments and return values of all documents functions are
308 annotated to make clear which arguments are released and which
309 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
310 are used
311
312 =over
313
314 =item C<__isl_give>
315
316 C<__isl_give> means that a new object is returned.
317 The user should make sure that the returned pointer is
318 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
319 In between, it can be used as a value for as many
320 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
321 There is one exception, and that is the case where the
322 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
323 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
324
325 =item C<__isl_take>
326
327 C<__isl_take> means that the object the argument points to
328 is taken over by the function and may no longer be used
329 by the user as an argument to any other function.
330 The pointer value must be one returned by a function
331 returning an C<__isl_give> pointer.
332 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
333 be treated as an error in the sense that the function will
334 not perform its usual operation.  However, it will still
335 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
336 are released.
337
338 =item C<__isl_keep>
339
340 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
341 temporarily.  After the function has finished, the user
342 can still use it as an argument to other functions.
343 A C<NULL> value will be treated in the same way as
344 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
345
346 =back
347
348 =head2 Dimension Specifications
349
350 Whenever a new set or relation is created from scratch,
351 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
352
353         #include <isl_dim.h>
354         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
355                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
356         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
357                 unsigned nparam, unsigned dim);
358         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
359         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
360         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
361                 enum isl_dim_type type);
362
363 The dimension specification used for creating a set
364 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
365 that for creating a relation
366 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
367 C<isl_dim_size> can be used
368 to find out the number of dimensions of each type in
369 a dimension specification, where type may be
370 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
371 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
372 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
373
374 It is often useful to create sets or maps that live in the
375 same space as some other set or map.  This can be accomplished
376 by creating the new sets or maps
377 (see L<Creating New Sets and Relations>) based on the dimension
378 specification of the original set or map.
379
380         #include <isl_set.h>
381         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
382                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
383         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
384
385         #include <isl_map.h>
386         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
387                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
388         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
389
390 =head2 Input and Output
391
392 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
393 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
394 in some cases.
395
396 =head3 C<isl> format
397
398 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
399 syntax for describing the parameters and allows for the definition
400 of an existentially quantified variable as the integer division
401 of an affine expression.
402 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
403 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
404
405         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
406                                 i - 10 a <= 6) }
407
408 A set or relation can have several disjuncts, separated
409 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
410 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
411 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
412 C<and>.
413
414 =head3 C<PolyLib> format
415
416 If the represented set is a union, then the first line
417 contains a single number representing the number of disjuncts.
418 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
419
420 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
421 The first line contains two numbers representing
422 the number of rows and columns,
423 where the number of rows is equal to the number of constraints
424 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
425 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
426 In each row, the first column indicates whether the constraint
427 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
428 corresponds to the constant term.
429
430 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
431 appear in the last columns before the constant column.
432 The coefficients of any existentially quantified variables appear
433 between those of the set variables and those of the parameters.
434
435 =head3 Input
436
437         #include <isl_set.h>
438         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
439                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
440         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
441                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
442         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
443                 FILE *input, int nparam);
444         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
445                 const char *str, int nparam);
446
447         #include <isl_map.h>
448         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
449                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
450         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
451                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
452         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
453                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
454         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
455                 const char *str, int nparam);
456
457 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
458 or the C<isl> format.
459 C<nparam> specifies how many of the final columns in
460 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
461 If input is given in the C<isl> format, then the number
462 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
463 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
464 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
465 are assumed in the C<PolyLib> format.
466
467 =head3 Output
468
469 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
470 be created.
471
472         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
473                 FILE *file);
474         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
475         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
476         __isl_give char *isl_printer_get_str(
477                 __isl_keep isl_printer *printer);
478
479 The behavior of the printer can be modified in various ways
480
481         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
482                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
483         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
484                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
485         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
486                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
487         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
488                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
489
490 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>
491 or C<ISL_FORMAT_POLYLIB> and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
492 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
493 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
494 In the C<PolyLib> format output,
495 the coefficients of the existentially quantified variables
496 appear between those of the set variables and those
497 of the parameters.
498
499 To actually print something, use
500
501         #include <isl_set.h>
502         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
503                 __isl_take isl_printer *printer,
504                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
505         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
506                 __isl_take isl_printer *printer,
507                 __isl_keep isl_set *set);
508
509         #include <isl_map.h>
510         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
511                 __isl_take isl_printer *printer,
512                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
513         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
514                 __isl_take isl_printer *printer,
515                 __isl_keep isl_map *map);
516
517 =head2 Creating New Sets and Relations
518
519 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
520
521 =over
522
523 =item * Empty sets and relations
524
525         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
526                 __isl_take isl_dim *dim);
527         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
528                 __isl_take isl_dim *dim);
529         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
530                 __isl_take isl_dim *dim);
531         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
532                 __isl_take isl_dim *dim);
533
534 =item * Universe sets and relations
535
536         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
537                 __isl_take isl_dim *dim);
538         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
539                 __isl_take isl_dim *dim);
540         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
541                 __isl_take isl_dim *dim);
542         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
543                 __isl_take isl_dim *dim);
544
545 =item * Identity relations
546
547         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
548                 __isl_take isl_dim *set_dim);
549         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
550                 __isl_take isl_dim *set_dim);
551
552 These functions take a dimension specification for a B<set>
553 and return an identity relation between two such sets.
554
555 =item * Lexicographic order
556
557         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
558                 __isl_take isl_dim *set_dim);
559         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
560                 __isl_take isl_dim *set_dim);
561         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
562                 __isl_take isl_dim *set_dim);
563         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
564                 __isl_take isl_dim *set_dim);
565
566 These functions take a dimension specification for a B<set>
567 and return relations that express that the elements in the domain
568 are lexicographically less
569 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
570 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
571 than the elements in the range.
572
573 =back
574
575 A basic set or relation can be converted to a set or relation
576 using the following functions.
577
578         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
579                 __isl_take isl_basic_set *bset);
580         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
581                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
582
583 Sets and relations can be copied and freed again using the following
584 functions.
585
586         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
587                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
588         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
589         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
590                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
591         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
592         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
593         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
594         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
595         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
596
597 Other sets and relations can be constructed by starting
598 from a universe set or relation, adding equality and/or
599 inequality constraints and then projecting out the
600 existentially quantified variables, if any.
601 Constraints can be constructed, manipulated and
602 added to basic sets and relations using the following functions.
603
604         #include <isl_constraint.h>
605         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
606                 __isl_take isl_dim *dim);
607         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
608                 __isl_take isl_dim *dim);
609         void isl_constraint_set_constant(
610                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
611         void isl_constraint_set_coefficient(
612                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
613                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
614         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
615                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
616                 __isl_take isl_constraint *constraint);
617         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
618                 __isl_take isl_basic_set *bset,
619                 __isl_take isl_constraint *constraint);
620
621 For example, to create a set containing the even integers
622 between 10 and 42, you would use the following code.
623
624         isl_int v;
625         struct isl_dim *dim;
626         struct isl_constraint *c;
627         struct isl_basic_set *bset;
628
629         isl_int_init(v);
630         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
631         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
632
633         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
634         isl_int_set_si(v, -1);
635         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
636         isl_int_set_si(v, 2);
637         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
638         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
639
640         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
641         isl_int_set_si(v, -10);
642         isl_constraint_set_constant(c, v);
643         isl_int_set_si(v, 1);
644         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
645         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
646
647         c = isl_inequality_alloc(dim);
648         isl_int_set_si(v, 42);
649         isl_constraint_set_constant(c, v);
650         isl_int_set_si(v, -1);
651         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
652         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
653
654         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
655
656         isl_int_clear(v);
657
658 Or, alternatively,
659
660         struct isl_basic_set *bset;
661         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
662                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
663
664 =head2 Inspecting Sets and Relations
665
666 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
667 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
668 explained in the following sections.
669 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
670 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
671 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
672 an explicit representation of the existentially quantified variables.
673
674         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
675                 __isl_take isl_set *set);
676         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
677                 __isl_take isl_map *map);
678
679 This explicit representation defines the existentially quantified
680 variables as integer divisions of the other variables, possibly
681 including earlier existentially quantified variables.
682 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
683 has a unique value when the values of the other variables are known.
684 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
685 with the same explicit representations, should appear in the
686 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
687 either of the following functions.
688
689         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
690                 __isl_take isl_set *set);
691         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
692                 __isl_take isl_map *map);
693
694 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
695
696         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
697                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
698                 void *user);
699         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
700                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
701                 void *user);
702
703 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
704 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
705 occurs, the above functions will return -1.
706
707 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
708 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
709 If this is required, then the user should call one of
710 the following functions first.
711
712         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
713                 __isl_take isl_set *set);
714         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
715                 __isl_take isl_map *map);
716
717 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
718
719         #include <isl_constraint.h>
720
721         int isl_basic_map_foreach_constraint(
722                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
723                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
724                 void *user);
725         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
726
727 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
728 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
729 occurs, the above functions will return -1.
730
731 The coefficients of the constraints can be inspected using
732 the following functions.
733
734         void isl_constraint_get_constant(
735                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
736         void isl_constraint_get_coefficient(
737                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
738                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
739
740 The explicit representations of the existentially quantified
741 variables can be inspected using the following functions.
742 Note that the user is only allowed to use these functions
743 if the inspected set or map is the result of a call
744 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
745
746         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
747                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
748         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
749                 isl_int *v);
750         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
751                 isl_int *v);
752         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
753                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
754
755 =head2 Properties
756
757 =head3 Unary Properties
758
759 =over
760
761 =item * Emptiness
762
763 The following functions test whether the given set or relation
764 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
765 any computations, but simply check if the given set or relation
766 is already known to be empty.
767
768         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
769         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
770         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
771         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
772         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
773         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
774         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
775
776 =item * Universality
777
778         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
779         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
780         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
781
782 =back
783
784 =head3 Binary Properties
785
786 =over
787
788 =item * Equality
789
790         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
791                 __isl_keep isl_set *set2);
792         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
793                 __isl_keep isl_set *set2);
794         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
795                 __isl_keep isl_map *map2);
796         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
797                 __isl_keep isl_map *map2);
798         int isl_basic_map_is_equal(
799                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
800                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
801
802 =item * Disjointness
803
804         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
805                 __isl_keep isl_set *set2);
806
807 =item * Subset
808
809         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
810                 __isl_keep isl_set *set2);
811         int isl_set_is_strict_subset(
812                 __isl_keep isl_set *set1,
813                 __isl_keep isl_set *set2);
814         int isl_basic_map_is_subset(
815                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
816                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
817         int isl_basic_map_is_strict_subset(
818                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
819                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
820         int isl_map_is_subset(
821                 __isl_keep isl_map *map1,
822                 __isl_keep isl_map *map2);
823         int isl_map_is_strict_subset(
824                 __isl_keep isl_map *map1,
825                 __isl_keep isl_map *map2);
826
827 =back
828
829 =head2 Unary Operations
830
831 =over
832
833 =item * Complement
834
835         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
836                 __isl_take isl_set *set);
837
838 =item * Projection
839
840         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
841                 __isl_take isl_basic_set *bset,
842                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
843         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
844                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
845                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
846         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
847                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
848         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
849                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
850         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
851                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
852         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
853                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
854         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
855                 __isl_take isl_map *bmap);
856         __isl_give isl_set *isl_map_range(
857                 __isl_take isl_map *map);
858
859 =item * Coalescing
860
861 Simplify the representation of a set or relation by trying
862 to combine pairs of basic sets or relations into a single
863 basic set or relation.
864
865         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
866         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
867
868 =item * Convex hull
869
870         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
871                 __isl_take isl_set *set);
872         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
873                 __isl_take isl_map *map);
874
875 If the input set or relation has any existentially quantified
876 variables, then the result of these operations is currently undefined.
877
878 =item * Affine hull
879
880         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
881                 __isl_take isl_basic_set *bset);
882         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
883                 __isl_take isl_set *set);
884         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
885                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
886         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
887                 __isl_take isl_map *map);
888
889 =item * Power
890
891         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
892                 unsigned param, int *exact);
893
894 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
895 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
896 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
897 then C<*exact> is set to C<1>.
898 The current implementation only produces exact results for particular
899 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
900
901 =item * Transitive closure
902
903         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
904                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
905
906 Compute the transitive closure of C<map>.
907 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
908 then C<*exact> is set to C<1>.
909 The current implementation only produces exact results for particular
910 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
911
912 =back
913
914 =head2 Binary Operations
915
916 The two arguments of a binary operation not only need to live
917 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
918 the same (number of) parameters.
919
920 =head3 Basic Operations
921
922 =over
923
924 =item * Intersection
925
926         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
927                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
928                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
929         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
930                 __isl_take isl_set *set1,
931                 __isl_take isl_set *set2);
932         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
933                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
934                 __isl_take isl_basic_set *bset);
935         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
936                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
937                 __isl_take isl_basic_set *bset);
938         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
939                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
940                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
941         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
942                 __isl_take isl_map *map,
943                 __isl_take isl_set *set);
944         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
945                 __isl_take isl_map *map,
946                 __isl_take isl_set *set);
947         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
948                 __isl_take isl_map *map1,
949                 __isl_take isl_map *map2);
950
951 =item * Union
952
953         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
954                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
955                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
956         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
957                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
958                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
959         __isl_give isl_set *isl_set_union(
960                 __isl_take isl_set *set1,
961                 __isl_take isl_set *set2);
962         __isl_give isl_map *isl_map_union(
963                 __isl_take isl_map *map1,
964                 __isl_take isl_map *map2);
965
966 =item * Set difference
967
968         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
969                 __isl_take isl_set *set1,
970                 __isl_take isl_set *set2);
971         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
972                 __isl_take isl_map *map1,
973                 __isl_take isl_map *map2);
974
975 =item * Application
976
977         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
978                 __isl_take isl_basic_set *bset,
979                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
980         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
981                 __isl_take isl_set *set,
982                 __isl_take isl_map *map);
983         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
984                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
985                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
986         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
987                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
988                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
989         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
990                 __isl_take isl_map *map1,
991                 __isl_take isl_map *map2);
992         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
993                 __isl_take isl_map *map1,
994                 __isl_take isl_map *map2);
995
996 =back
997
998 =head3 Lexicographic Optimization
999
1000 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1001 the following functions
1002 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1003 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1004 that satisfy C<dom>.
1005 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1006 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1007 has no elements.
1008 In other words, the union of the parameter values
1009 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1010 is equal to C<dom>.
1011
1012         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1013                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1014                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1015                 __isl_give isl_set **empty);
1016         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1017                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1018                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1019                 __isl_give isl_set **empty);
1020         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1021                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1022                 __isl_give isl_set **empty);
1023         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1024                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1025                 __isl_give isl_set **empty);
1026
1027 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1028 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1029 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1030
1031         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1032                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1033         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1034                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1035         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1036                 __isl_take isl_set *set);
1037         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1038                 __isl_take isl_set *set);
1039
1040 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1041 the following functions
1042 compute a relation that maps each element of C<dom>
1043 to the single lexicographic minimum or maximum
1044 of the elements that are associated to that same
1045 element in C<map> (or C<bmap>).
1046 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1047 that contains the elements in C<dom> that do not map
1048 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1049 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1050 is equal to C<dom>.
1051
1052         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1053                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1054                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1055                 __isl_give isl_set **empty);
1056         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1057                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1058                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1059                 __isl_give isl_set **empty);
1060         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1061                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1062                 __isl_give isl_set **empty);
1063         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1064                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1065                 __isl_give isl_set **empty);
1066
1067 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1068 return a map mapping each element in the domain of
1069 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1070 of all elements associated to that element.
1071
1072         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1073                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1074         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1075                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1076         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1077                 __isl_take isl_map *map);
1078         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1079                 __isl_take isl_map *map);
1080
1081 =head2 Points
1082
1083 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1084 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1085 individual elements of a set.
1086 The zero point (the origin) can be created using
1087
1088         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1089
1090 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1091 using
1092
1093         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1094                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1095         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1096                 __isl_take isl_point *pnt,
1097                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1098
1099         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1100                 __isl_take isl_point *pnt,
1101                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1102         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1103                 __isl_take isl_point *pnt,
1104                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1105
1106 Points can be copied or freed using
1107
1108         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1109                 __isl_keep isl_point *pnt);
1110         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1111
1112 A singleton set can be created from a point using
1113
1114         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1115                 __isl_take isl_point *pnt);
1116
1117 and a box can be created from two opposite extremal points using
1118
1119         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1120                 __isl_take isl_point *pnt1,
1121                 __isl_take isl_point *pnt2);
1122
1123 All elements of a B<bounded> set can be enumerated using
1124 the following function.
1125
1126         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1127                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1128                 void *user);
1129
1130 The function C<fn> is called for each integer point in
1131 C<set> with as second argument the last argument of
1132 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1133 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1134 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1135 enumerating and return C<-1> as well.
1136 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1137 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1138
1139 To obtain a single point of a set, use
1140
1141         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1142                 __isl_take isl_set *set);
1143
1144 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1145 resulting point will be ``void'', a property that can be
1146 tested using
1147
1148         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1149
1150 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1151
1152 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1153 a parametric point to a rational value.
1154 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1155 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1156 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1157 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1158 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1159 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1160 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1161 the value is assumed to be zero.
1162 For example, the piecewise quasipolynomial
1163
1164         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1165
1166 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1167 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1168 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1169 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1170 the number of point in the map
1171
1172         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1173
1174 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1175
1176 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1177 using the following functions.
1178
1179         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1180                 __isl_take isl_printer *p,
1181                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1182
1183         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1184                 __isl_take isl_printer *p,
1185                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1186
1187 The output format of the printer
1188 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1189
1190 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1191
1192 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1193 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1194 operations such as addition and multiplication
1195 on the resulting quasipolynomials
1196
1197         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1198                 __isl_take isl_dim *dim);
1199         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1200                 __isl_take isl_dim *dim);
1201         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1202                 __isl_take isl_dim *dim);
1203         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1204                 __isl_take isl_dim *dim,
1205                 const isl_int n, const isl_int d);
1206         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1207                 __isl_take isl_div *div);
1208         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1209                 __isl_take isl_dim *dim,
1210                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1211
1212 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1213 with a single cell can be created using the following functions.
1214 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1215 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1216
1217         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1218                 __isl_take isl_dim *dim);
1219         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1220                 __isl_take isl_set *set,
1221                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1222
1223 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1224 functions.
1225
1226         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1227                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1228         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1229
1230         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1231                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1232         void isl_pw_qpolynomial_free(
1233                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1234
1235 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1236
1237 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1238 use either of the following two functions
1239
1240         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1241                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1242                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1243                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1244                           void *user), void *user);
1245         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1246                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1247                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1248                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1249                           void *user), void *user);
1250
1251 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1252 and C<-1> on failure.  The difference between
1253 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1254 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1255 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1256 compute unique representations for all existentially quantified
1257 variables and then turn these existentially quantified variables
1258 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1259 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1260 will not have any existentially quantified variables, but that
1261 the dimensions of the sets may be different for different
1262 invocations of C<fn>.
1263
1264 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1265 use
1266
1267         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1268                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1269                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1270                           void *user), void *user);
1271
1272 The terms themselves can be inspected and freed using
1273 these functions
1274
1275         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1276                 enum isl_dim_type type);
1277         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1278                 isl_int *n);
1279         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1280                 isl_int *d);
1281         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1282                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1283         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1284                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1285         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1286
1287 Each term is a product of parameters, set variables and
1288 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
1289 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
1290 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
1291 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
1292 using C<isl_int_init> before calling these functions.
1293
1294 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
1295
1296 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
1297 use the following function.
1298
1299         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1300                 isl_int *n, isl_int *d);
1301
1302 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
1303 then the numerator and denominator of the constant
1304 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
1305
1306 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
1307
1308         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
1309                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1310         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
1311                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1312                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1313         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
1314                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1315                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1316
1317         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
1318                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1319                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1320         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
1321                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1322                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1323         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
1324                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1325                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1326         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
1327                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1328         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
1329                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1330                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1331
1332         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
1333                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1334                 __isl_take isl_point *pnt);
1335
1336         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
1337                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1338         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1339                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
1340                 __isl_take isl_set *set);
1341
1342 =head2 Dependence Analysis
1343
1344 C<isl> contains specialized functionality for performing
1345 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
1346 and a collection of possible I<source> access relations,
1347 C<isl> can compute relations that describe
1348 for each iteration of the sink access, which iteration
1349 of which of the source access relations was the last
1350 to access the same data element before the given iteration
1351 of the sink access.
1352 To compute standard flow dependences, the sink should be
1353 a read, while the sources should be writes.
1354
1355         #include <isl_flow.h>
1356
1357         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
1358                 __isl_take isl_map *sink,
1359                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
1360                 int max_source);
1361         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
1362                 __isl_take isl_access_info *acc,
1363                 __isl_take isl_map *source, void *source_user);
1364
1365         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
1366                 __isl_take isl_access_info *acc);
1367
1368         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
1369                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, void *dep_user,
1370                           void *user),
1371                 void *user);
1372         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
1373                 __isl_keep isl_flow *deps);
1374         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
1375
1376 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
1377 dependence analysis.  The other functions are used to construct
1378 the input for this function or to read off the output.
1379
1380 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
1381 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
1382 The arguments to this functions are the sink access relation
1383 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
1384 access to the user, a callback function for specifying the
1385 relative order of source and sink accesses, and the number
1386 of source access relations that will be added.
1387 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
1388 The function is called with two user supplied tokens identifying
1389 either a source or the sink and it should return the shared nesting
1390 level and the relative order of the two accesses.
1391 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
1392 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
1393 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
1394 it should return I<2 * n>.
1395 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
1396 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
1397 The C<source_user> token is again used to identify
1398 the source access.  The range of the source access relation
1399 C<source> should have the same dimension as the range
1400 of the sink access relation.
1401
1402 The result of the dependence analysis is collected in an
1403 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
1404 the sink access for which no preceding source access could be
1405 find.  The set of these elements can be obtained through
1406 a call to C<isl_flow_get_no_source>.
1407 In the case of standard flow dependence analysis,
1408 this set corresponds to the reads from uninitialized
1409 array elements.
1410 The actual flow dependences can be extracted using
1411 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
1412 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
1413 a source and the sink.  The callback function is called
1414 with three arguments, the actual flow dependence relation
1415 mapping source iterations to sink iterations, a token
1416 identifying the source and an additional C<void *> with value
1417 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
1418
1419 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
1420 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
1421
1422 =head1 Applications
1423
1424 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
1425 it also contains some basic applications that use some
1426 of the functionality of C<isl>.
1427 The input may be specified in either the L<isl format>
1428 or the L<PolyLib format>.
1429
1430 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
1431
1432 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
1433 an integer element of the polyhedron, if there is any.
1434 The first column in the output is the denominator and is always
1435 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
1436 then a vector of length zero is printed.
1437
1438 =head2 C<isl_pip>
1439
1440 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
1441 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
1442 on the parameters, a line contains only -1 and finally a set
1443 of constraints on a parametric polyhedron.
1444 The coefficients of the parameters appear in the last columns
1445 (but before the final constant column).
1446 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
1447 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
1448 is just a dump of the internal state.
1449
1450 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
1451
1452 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
1453 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
1454 If an affine objective function
1455 is given, then the constant should appear in the last column.
1456
1457 =head2 C<isl_polytope_scan>
1458
1459 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
1460 all integer points in the polytope.
1461
1462 =head1 C<isl-polylib>
1463
1464 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
1465 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
1466 The library is distributed separately for licensing reasons.
1467
1468         #include <isl_set_polylib.h>
1469         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
1470                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
1471         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
1472                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1473         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
1474                 __isl_take isl_dim *dim);
1475         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
1476
1477         #include <isl_map_polylib.h>
1478         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
1479                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
1480         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
1481                 __isl_take isl_dim *dim);
1482         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
1483                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1484         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);