drop isl_div abstraction
[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 =item * Spaces of maps, sets and parameter domains are now
108 treated differently.  The distinction between map spaces and set spaces
109 has always been made on a conceptual level, but proper use of such spaces
110 was never checked.  Furthermore, up until isl-0.07 there was no way
111 of explicitly creating a parameter space.  These can now be created
112 directly using C<isl_space_params_alloc> or from other spaces using
113 C<isl_space_params>.
114
115 =item * The space in which C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_qpolynomial>,
116 C<isl_pw_qpolynomial>, C<isl_qpolynomial_fold> and C<isl_pw_qpolynomial_fold>
117 objects live is now a map space
118 instead of a set space.  This means, for example, that the dimensions
119 of the domain of an C<isl_aff> are now considered to be of type
120 C<isl_dim_in> instead of C<isl_dim_set>.  Extra functions have been
121 added to obtain the domain space.  Some of the constructors still
122 take a domain space and have therefore been renamed.
123
124 =item * The functions C<isl_equality_alloc> and C<isl_inequality_alloc>
125 now take an C<isl_local_space> instead of an C<isl_space>.
126 An C<isl_local_space> can be created from an C<isl_space>
127 using C<isl_local_space_from_space>.
128
129 =item * The C<isl_div> type has been removed.  Functions that used
130 to return an C<isl_div> now return an C<isl_aff>.
131 Note that the space of an C<isl_aff> is that of relation.
132 When replacing a call to C<isl_div_get_coefficient> by a call to
133 C<isl_aff_get_coefficient> any C<isl_dim_set> argument needs
134 to be replaced by C<isl_dim_in>.
135 A call to C<isl_aff_from_div> can be replaced by a call
136 to C<isl_aff_floor>.
137 A call to C<isl_qpolynomial_div(div)> call be replaced by
138 the nested call
139
140         isl_qpolynomial_from_aff(isl_aff_floor(div))
141
142 The function C<isl_constraint_div> has also been renamed
143 to C<isl_constraint_get_div>.
144
145 =back
146
147 =head1 Installation
148
149 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
150 or from the git repository.  Both are available from
151 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
152 The installation process depends on how you obtained
153 the source.
154
155 =head2 Installation from the git repository
156
157 =over
158
159 =item 1 Clone or update the repository
160
161 The first time the source is obtained, you need to clone
162 the repository.
163
164         git clone git://repo.or.cz/isl.git
165
166 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
167
168         git pull
169
170 =item 2 Generate C<configure>
171
172         ./autogen.sh
173
174 =back
175
176 After performing the above steps, continue
177 with the L<Common installation instructions>.
178
179 =head2 Common installation instructions
180
181 =over
182
183 =item 1 Obtain C<GMP>
184
185 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
186 Your distribution may not provide these header files by default
187 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
188 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
189 source, available from L<http://gmplib.org/>.
190
191 =item 2 Configure
192
193 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
194 To run it, just type
195
196         ./configure
197
198 optionally followed by some configure options.
199 A complete list of options can be obtained by running
200
201         ./configure --help
202
203 Below we discuss some of the more common options.
204
205 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
206 C<piplib> functionality is currently used by default.
207 The C<--with-piplib> option can
208 be used to specify which C<piplib>
209 library to use, either an installed version (C<system>),
210 an externally built version (C<build>)
211 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
212 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
213 and C<piplib>.
214
215 =over
216
217 =item C<--prefix>
218
219 Installation prefix for C<isl>
220
221 =item C<--with-gmp-prefix>
222
223 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
224
225 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
226
227 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
228
229 =item C<--with-piplib>
230
231 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
232
233 =item C<--with-piplib-prefix>
234
235 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
236
237 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
238
239 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
240
241 =item C<--with-piplib-builddir>
242
243 Location where C<build> C<piplib> was built.
244
245 =back
246
247 =item 3 Compile
248
249         make
250
251 =item 4 Install (optional)
252
253         make install
254
255 =back
256
257 =head1 Library
258
259 =head2 Initialization
260
261 All manipulations of integer sets and relations occur within
262 the context of an C<isl_ctx>.
263 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
264 All arguments of a function are required to have been allocated
265 within the same context.
266 There are currently no functions available for moving an object
267 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
268 there is currently no way of safely moving an object from one
269 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
270
271 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
272 freed using C<isl_ctx_free>.
273 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
274 before the C<isl_ctx> itself is freed.
275
276         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
277         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
278
279 =head2 Integers
280
281 All operations on integers, mainly the coefficients
282 of the constraints describing the sets and relations,
283 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
284 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
285 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
286 are wrapped inside C<isl> specific macros.
287 The basic type is C<isl_int> and the operations below
288 are available on this type.
289 The meanings of these operations are essentially the same
290 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
291 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
292 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
293 and they need to be released with C<isl_int_clear>
294 after the last use.
295 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
296 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
297 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
298 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
299
300 =over
301
302 =item isl_int_init(i)
303
304 =item isl_int_clear(i)
305
306 =item isl_int_set(r,i)
307
308 =item isl_int_set_si(r,i)
309
310 =item isl_int_set_gmp(r,g)
311
312 =item isl_int_get_gmp(i,g)
313
314 =item isl_int_abs(r,i)
315
316 =item isl_int_neg(r,i)
317
318 =item isl_int_swap(i,j)
319
320 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
321
322 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
323
324 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
325
326 =item isl_int_add(r,i,j)
327
328 =item isl_int_sub(r,i,j)
329
330 =item isl_int_mul(r,i,j)
331
332 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
333
334 =item isl_int_addmul(r,i,j)
335
336 =item isl_int_submul(r,i,j)
337
338 =item isl_int_gcd(r,i,j)
339
340 =item isl_int_lcm(r,i,j)
341
342 =item isl_int_divexact(r,i,j)
343
344 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
345
346 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
347
348 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
349
350 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
351
352 =item isl_int_read(r,s)
353
354 =item isl_int_print(out,i,width)
355
356 =item isl_int_sgn(i)
357
358 =item isl_int_cmp(i,j)
359
360 =item isl_int_cmp_si(i,si)
361
362 =item isl_int_eq(i,j)
363
364 =item isl_int_ne(i,j)
365
366 =item isl_int_lt(i,j)
367
368 =item isl_int_le(i,j)
369
370 =item isl_int_gt(i,j)
371
372 =item isl_int_ge(i,j)
373
374 =item isl_int_abs_eq(i,j)
375
376 =item isl_int_abs_ne(i,j)
377
378 =item isl_int_abs_lt(i,j)
379
380 =item isl_int_abs_gt(i,j)
381
382 =item isl_int_abs_ge(i,j)
383
384 =item isl_int_is_zero(i)
385
386 =item isl_int_is_one(i)
387
388 =item isl_int_is_negone(i)
389
390 =item isl_int_is_pos(i)
391
392 =item isl_int_is_neg(i)
393
394 =item isl_int_is_nonpos(i)
395
396 =item isl_int_is_nonneg(i)
397
398 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
399
400 =back
401
402 =head2 Sets and Relations
403
404 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
405 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
406 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
407 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
408 can be described as a conjunction of affine constraints, while
409 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
410 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
411 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
412 to live in the same space.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
413 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s in I<different> spaces,
414 where spaces are considered different if they have a different number
415 of dimensions and/or different names (see L<"Spaces">).
416 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
417 one set of variables, while relations have two sets of variables,
418 input variables and output variables.
419
420 =head2 Memory Management
421
422 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
423 several substeps and since the user is usually not interested in
424 the intermediate results, most functions that return a new object
425 will also release all the objects passed as arguments.
426 If the user still wants to use one or more of these arguments
427 after the function call, she should pass along a copy of the
428 object rather than the object itself.
429 The user is then responsible for making sure that the original
430 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
431
432 The arguments and return values of all documented functions are
433 annotated to make clear which arguments are released and which
434 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
435 are used
436
437 =over
438
439 =item C<__isl_give>
440
441 C<__isl_give> means that a new object is returned.
442 The user should make sure that the returned pointer is
443 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
444 In between, it can be used as a value for as many
445 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
446 There is one exception, and that is the case where the
447 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
448 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
449
450 =item C<__isl_take>
451
452 C<__isl_take> means that the object the argument points to
453 is taken over by the function and may no longer be used
454 by the user as an argument to any other function.
455 The pointer value must be one returned by a function
456 returning an C<__isl_give> pointer.
457 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
458 be treated as an error in the sense that the function will
459 not perform its usual operation.  However, it will still
460 make sure that all the other C<__isl_take> arguments
461 are released.
462
463 =item C<__isl_keep>
464
465 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
466 temporarily.  After the function has finished, the user
467 can still use it as an argument to other functions.
468 A C<NULL> value will be treated in the same way as
469 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
470
471 =back
472
473 =head2 Identifiers
474
475 Identifiers are used to identify both individual dimensions
476 and tuples of dimensions.  They consist of a name and an optional
477 pointer.  Identifiers with the same name but different pointer values
478 are considered to be distinct.
479 Identifiers can be constructed, copied, freed, inspected and printed
480 using the following functions.
481
482         #include <isl/id.h>
483         __isl_give isl_id *isl_id_alloc(isl_ctx *ctx,
484                 __isl_keep const char *name, void *user);
485         __isl_give isl_id *isl_id_copy(isl_id *id);
486         void *isl_id_free(__isl_take isl_id *id);
487
488         isl_ctx *isl_id_get_ctx(__isl_keep isl_id *id);
489         void *isl_id_get_user(__isl_keep isl_id *id);
490         __isl_keep const char *isl_id_get_name(__isl_keep isl_id *id);
491
492         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_id(
493                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_id *id);
494
495 Note that C<isl_id_get_name> returns a pointer to some internal
496 data structure, so the result can only be used while the
497 corresponding C<isl_id> is alive.
498
499 =head2 Spaces
500
501 Whenever a new set or relation is created from scratch,
502 the space in which it lives needs to be specified using an C<isl_space>.
503
504         #include <isl/space.h>
505         __isl_give isl_space *isl_space_alloc(isl_ctx *ctx,
506                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
507         __isl_give isl_space *isl_space_params_alloc(isl_ctx *ctx,
508                 unsigned nparam);
509         __isl_give isl_space *isl_space_set_alloc(isl_ctx *ctx,
510                 unsigned nparam, unsigned dim);
511         __isl_give isl_space *isl_space_copy(__isl_keep isl_space *space);
512         void isl_space_free(__isl_take isl_space *space);
513         unsigned isl_space_dim(__isl_keep isl_space *space,
514                 enum isl_dim_type type);
515
516 The space used for creating a parameter domain
517 needs to be created using C<isl_space_params_alloc>.
518 For other sets, the space
519 needs to be created using C<isl_space_set_alloc>, while
520 for a relation, the space
521 needs to be created using C<isl_space_alloc>.
522 C<isl_space_dim> can be used
523 to find out the number of dimensions of each type in
524 a space, where type may be
525 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
526 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
527 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
528
529 To check whether a given space is that of a set or a map
530 or whether it is a parameter space, use these functions:
531
532         #include <isl/space.h>
533         int isl_space_is_params(__isl_keep isl_space *space);
534         int isl_space_is_set(__isl_keep isl_space *space);
535
536 It is often useful to create objects that live in the
537 same space as some other object.  This can be accomplished
538 by creating the new objects
539 (see L<Creating New Sets and Relations> or
540 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the space
541 of the original object.
542
543         #include <isl/set.h>
544         __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(
545                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
546         __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set);
547
548         #include <isl/union_set.h>
549         __isl_give isl_space *isl_union_set_get_space(
550                 __isl_keep isl_union_set *uset);
551
552         #include <isl/map.h>
553         __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(
554                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
555         __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map);
556
557         #include <isl/union_map.h>
558         __isl_give isl_space *isl_union_map_get_space(
559                 __isl_keep isl_union_map *umap);
560
561         #include <isl/constraint.h>
562         __isl_give isl_space *isl_constraint_get_space(
563                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
564
565         #include <isl/polynomial.h>
566         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_get_domain_space(
567                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
568         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_get_space(
569                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
570         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_fold_get_space(
571                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
572         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_get_domain_space(
573                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
574         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_get_space(
575                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
576         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_fold_get_domain_space(
577                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
578         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_fold_get_space(
579                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
580         __isl_give isl_space *isl_union_pw_qpolynomial_get_space(
581                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
582         __isl_give isl_space *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_space(
583                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
584
585         #include <isl/aff.h>
586         __isl_give isl_space *isl_aff_get_domain_space(
587                 __isl_keep isl_aff *aff);
588         __isl_give isl_space *isl_aff_get_space(
589                 __isl_keep isl_aff *aff);
590         __isl_give isl_space *isl_pw_aff_get_domain_space(
591                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
592         __isl_give isl_space *isl_pw_aff_get_space(
593                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
594
595         #include <isl/point.h>
596         __isl_give isl_space *isl_point_get_space(
597                 __isl_keep isl_point *pnt);
598
599 The identifiers or names of the individual dimensions may be set or read off
600 using the following functions.
601
602         #include <isl/space.h>
603         __isl_give isl_space *isl_space_set_dim_id(
604                 __isl_take isl_space *space,
605                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
606                 __isl_take isl_id *id);
607         int isl_space_has_dim_id(__isl_keep isl_space *space,
608                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
609         __isl_give isl_id *isl_space_get_dim_id(
610                 __isl_keep isl_space *space,
611                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
612         __isl_give isl_space *isl_space_set_dim_name(__isl_take isl_space *space,
613                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
614                                  __isl_keep const char *name);
615         __isl_keep const char *isl_space_get_dim_name(__isl_keep isl_space *space,
616                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
617
618 Note that C<isl_space_get_name> returns a pointer to some internal
619 data structure, so the result can only be used while the
620 corresponding C<isl_space> is alive.
621 Also note that every function that operates on two sets or relations
622 requires that both arguments have the same parameters.  This also
623 means that if one of the arguments has named parameters, then the
624 other needs to have named parameters too and the names need to match.
625 Pairs of C<isl_set>, C<isl_map>, C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map>
626 arguments may have different parameters (as long as they are named),
627 in which case the result will have as parameters the union of the parameters of
628 the arguments.
629
630 Given the identifier of a dimension (typically a parameter),
631 its position can be obtained from the following function.
632
633         #include <isl/space.h>
634         int isl_space_find_dim_by_id(__isl_keep isl_space *space,
635                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
636
637 The identifiers or names of entire spaces may be set or read off
638 using the following functions.
639
640         #include <isl/space.h>
641         __isl_give isl_space *isl_space_set_tuple_id(
642                 __isl_take isl_space *space,
643                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
644         __isl_give isl_space *isl_space_reset_tuple_id(
645                 __isl_take isl_space *space, enum isl_dim_type type);
646         int isl_space_has_tuple_id(__isl_keep isl_space *space,
647                 enum isl_dim_type type);
648         __isl_give isl_id *isl_space_get_tuple_id(
649                 __isl_keep isl_space *space, enum isl_dim_type type);
650         __isl_give isl_space *isl_space_set_tuple_name(
651                 __isl_take isl_space *space,
652                 enum isl_dim_type type, const char *s);
653         const char *isl_space_get_tuple_name(__isl_keep isl_space *space,
654                 enum isl_dim_type type);
655
656 The C<type> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
657 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_space_get_name>,
658 the C<isl_space_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
659 data structure.
660 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
661 to have the same name.
662
663 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
664 the domain or range of a relation can be a nested relation.
665 The following functions can be used to construct and deconstruct
666 such nested spaces.
667
668         #include <isl/space.h>
669         int isl_space_is_wrapping(__isl_keep isl_space *space);
670         __isl_give isl_space *isl_space_wrap(__isl_take isl_space *space);
671         __isl_give isl_space *isl_space_unwrap(__isl_take isl_space *space);
672
673 The input to C<isl_space_is_wrapping> and C<isl_space_unwrap> should
674 be the space of a set, while that of
675 C<isl_space_wrap> should be the space of a relation.
676 Conversely, the output of C<isl_space_unwrap> is the space
677 of a relation, while that of C<isl_space_wrap> is the space of a set.
678
679 Spaces can be created from other spaces
680 using the following functions.
681
682         __isl_give isl_space *isl_space_domain(__isl_take isl_space *space);
683         __isl_give isl_space *isl_space_from_domain(__isl_take isl_space *space);
684         __isl_give isl_space *isl_space_range(__isl_take isl_space *space);
685         __isl_give isl_space *isl_space_from_range(__isl_take isl_space *space);
686         __isl_give isl_space *isl_space_params(
687                 __isl_take isl_space *space);
688         __isl_give isl_space *isl_space_reverse(__isl_take isl_space *space);
689         __isl_give isl_space *isl_space_join(__isl_take isl_space *left,
690                 __isl_take isl_space *right);
691         __isl_give isl_space *isl_space_align_params(
692                 __isl_take isl_space *space1, __isl_take isl_space *space2)
693         __isl_give isl_space *isl_space_insert_dims(__isl_take isl_space *space,
694                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
695         __isl_give isl_space *isl_space_add_dims(__isl_take isl_space *space,
696                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
697         __isl_give isl_space *isl_space_drop_dims(__isl_take isl_space *space,
698                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
699         __isl_give isl_space *isl_space_move_dims(__isl_take isl_space *space,
700                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
701                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
702                 unsigned n);
703         __isl_give isl_space *isl_space_map_from_set(
704                 __isl_take isl_space *space);
705         __isl_give isl_space *isl_space_zip(__isl_take isl_space *space);
706
707 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
708 the name and the internal structure are lost.
709
710 =head2 Local Spaces
711
712 A local space is essentially a space with
713 zero or more existentially quantified variables.
714 The local space of a basic set or relation can be obtained
715 using the following functions.
716
717         #include <isl/set.h>
718         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
719                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
720
721         #include <isl/map.h>
722         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
723                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
724
725 A new local space can be created from a space using
726
727         #include <isl/local_space.h>
728         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_space(
729                 __isl_take isl_space *space);
730
731 They can be inspected, copied and freed using the following functions.
732
733         #include <isl/local_space.h>
734         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
735                 __isl_keep isl_local_space *ls);
736         int isl_local_space_is_set(__isl_keep isl_local_space *ls);
737         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
738                 enum isl_dim_type type);
739         const char *isl_local_space_get_dim_name(
740                 __isl_keep isl_local_space *ls,
741                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
742         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_name(
743                 __isl_take isl_local_space *ls,
744                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
745         __isl_give isl_space *isl_local_space_get_space(
746                 __isl_keep isl_local_space *ls);
747         __isl_give isl_aff *isl_local_space_get_div(
748                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
749         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
750                 __isl_keep isl_local_space *ls);
751         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
752
753 Two local spaces can be compared using
754
755         int isl_local_space_is_equal(__isl_keep isl_local_space *ls1,
756                 __isl_keep isl_local_space *ls2);
757
758 Local spaces can be created from other local spaces
759 using the following functions.
760
761         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_domain(
762                 __isl_take isl_local_space *ls);
763         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_domain(
764                 __isl_take isl_local_space *ls);
765         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_add_dims(
766                 __isl_take isl_local_space *ls,
767                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
768         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
769                 __isl_take isl_local_space *ls,
770                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
771         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
772                 __isl_take isl_local_space *ls,
773                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
774
775 =head2 Input and Output
776
777 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
778 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
779 in some cases.
780
781 =head3 C<isl> format
782
783 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
784 syntax for describing the parameters and allows for the definition
785 of an existentially quantified variable as the integer division
786 of an affine expression.
787 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
788 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
789
790         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
791                                 i - 10 a <= 6) }
792
793 A set or relation can have several disjuncts, separated
794 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
795 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
796 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
797 C<and>.
798
799 =head3 C<PolyLib> format
800
801 If the represented set is a union, then the first line
802 contains a single number representing the number of disjuncts.
803 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
804
805 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
806 The first line contains two numbers representing
807 the number of rows and columns,
808 where the number of rows is equal to the number of constraints
809 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
810 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
811 In each row, the first column indicates whether the constraint
812 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
813 corresponds to the constant term.
814
815 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
816 appear in the last columns before the constant column.
817 The coefficients of any existentially quantified variables appear
818 between those of the set variables and those of the parameters.
819
820 =head3 Extended C<PolyLib> format
821
822 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
823 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
824 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
825 also contains four additional numbers:
826 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
827 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
828 quantified variables) and the number of parameters.
829 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
830 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
831 dimensions is zero.
832
833 =head3 Input
834
835         #include <isl/set.h>
836         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
837                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
838         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
839                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
840         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
841                 FILE *input, int nparam);
842         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
843                 const char *str, int nparam);
844
845         #include <isl/map.h>
846         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
847                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
848         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
849                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
850         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
851                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
852         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
853                 const char *str, int nparam);
854
855         #include <isl/union_set.h>
856         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
857                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
858         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
859                 isl_ctx *ctx, const char *str);
860
861         #include <isl/union_map.h>
862         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
863                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
864         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
865                 isl_ctx *ctx, const char *str);
866
867 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
868 or the C<isl> format.
869 C<nparam> specifies how many of the final columns in
870 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
871 If input is given in the C<isl> format, then the number
872 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
873 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
874 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
875 are assumed in the C<PolyLib> format.
876
877 =head3 Output
878
879 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
880 be created.
881
882         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
883                 FILE *file);
884         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
885         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
886         __isl_give char *isl_printer_get_str(
887                 __isl_keep isl_printer *printer);
888
889 The behavior of the printer can be modified in various ways
890
891         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
892                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
893         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
894                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
895         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
896                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
897         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
898                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
899         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
900                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
901
902 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
903 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
904 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
905 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
906 C<isl_printer_set_indent>) spaces
907 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
908 In the C<PolyLib> format output,
909 the coefficients of the existentially quantified variables
910 appear between those of the set variables and those
911 of the parameters.
912 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
913 by the specified amount (which may be negative).
914
915 To actually print something, use
916
917         #include <isl/set.h>
918         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
919                 __isl_take isl_printer *printer,
920                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
921         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
922                 __isl_take isl_printer *printer,
923                 __isl_keep isl_set *set);
924
925         #include <isl/map.h>
926         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
927                 __isl_take isl_printer *printer,
928                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
929         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
930                 __isl_take isl_printer *printer,
931                 __isl_keep isl_map *map);
932
933         #include <isl/union_set.h>
934         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
935                 __isl_take isl_printer *p,
936                 __isl_keep isl_union_set *uset);
937
938         #include <isl/union_map.h>
939         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
940                 __isl_take isl_printer *p,
941                 __isl_keep isl_union_map *umap);
942
943 When called on a file printer, the following function flushes
944 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
945
946         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
947                 __isl_take isl_printer *p);
948
949 =head2 Creating New Sets and Relations
950
951 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
952
953 =over
954
955 =item * Empty sets and relations
956
957         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
958                 __isl_take isl_space *space);
959         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
960                 __isl_take isl_space *space);
961         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
962                 __isl_take isl_space *space);
963         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
964                 __isl_take isl_space *space);
965         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
966                 __isl_take isl_space *space);
967         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
968                 __isl_take isl_space *space);
969
970 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the space
971 is only used to specify the parameters.
972
973 =item * Universe sets and relations
974
975         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
976                 __isl_take isl_space *space);
977         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
978                 __isl_take isl_space *space);
979         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
980                 __isl_take isl_space *space);
981         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
982                 __isl_take isl_space *space);
983         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
984                 __isl_take isl_union_set *uset);
985         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
986                 __isl_take isl_union_map *umap);
987
988 The sets and relations constructed by the functions above
989 contain all integer values, while those constructed by the
990 functions below only contain non-negative values.
991
992         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
993                 __isl_take isl_space *space);
994         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
995                 __isl_take isl_space *space);
996         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
997                 __isl_take isl_space *space);
998         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
999                 __isl_take isl_space *space);
1000
1001 =item * Identity relations
1002
1003         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
1004                 __isl_take isl_space *space);
1005         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
1006                 __isl_take isl_space *space);
1007
1008 The number of input and output dimensions in C<space> needs
1009 to be the same.
1010
1011 =item * Lexicographic order
1012
1013         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
1014                 __isl_take isl_space *set_space);
1015         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
1016                 __isl_take isl_space *set_space);
1017         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
1018                 __isl_take isl_space *set_space);
1019         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
1020                 __isl_take isl_space *set_space);
1021         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
1022                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1023         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
1024                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1025         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
1026                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1027         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
1028                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1029
1030 The first four functions take a space for a B<set>
1031 and return relations that express that the elements in the domain
1032 are lexicographically less
1033 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
1034 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
1035 than the elements in the range.
1036 The last four functions take a space for a map
1037 and return relations that express that the first C<n> dimensions
1038 in the domain are lexicographically less
1039 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
1040 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
1041 than the first C<n> dimensions in the range.
1042
1043 =back
1044
1045 A basic set or relation can be converted to a set or relation
1046 using the following functions.
1047
1048         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
1049                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1050         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
1051                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1052
1053 Sets and relations can be converted to union sets and relations
1054 using the following functions.
1055
1056         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
1057                 __isl_take isl_map *map);
1058         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
1059                 __isl_take isl_set *set);
1060
1061 The inverse conversions below can only be used if the input
1062 union set or relation is known to contain elements in exactly one
1063 space.
1064
1065         __isl_give isl_set *isl_set_from_union_set(
1066                 __isl_take isl_union_set *uset);
1067         __isl_give isl_map *isl_map_from_union_map(
1068                 __isl_take isl_union_map *umap);
1069
1070 Sets and relations can be copied and freed again using the following
1071 functions.
1072
1073         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
1074                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1075         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
1076         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
1077                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1078         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
1079                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1080         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
1081         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
1082                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1083         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
1084         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
1085         void *isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
1086         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
1087         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
1088         void *isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
1089
1090 Other sets and relations can be constructed by starting
1091 from a universe set or relation, adding equality and/or
1092 inequality constraints and then projecting out the
1093 existentially quantified variables, if any.
1094 Constraints can be constructed, manipulated and
1095 added to (or removed from) (basic) sets and relations
1096 using the following functions.
1097
1098         #include <isl/constraint.h>
1099         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
1100                 __isl_take isl_local_space *ls);
1101         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
1102                 __isl_take isl_local_space *ls);
1103         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant(
1104                 __isl_take isl_constraint *constraint, isl_int v);
1105         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant_si(
1106                 __isl_take isl_constraint *constraint, int v);
1107         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient(
1108                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1109                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1110         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient_si(
1111                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1112                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
1113         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
1114                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1115                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1116         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
1117                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1118                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1119         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
1120                 __isl_take isl_map *map,
1121                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1122         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
1123                 __isl_take isl_set *set,
1124                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1125         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_drop_constraint(
1126                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1127                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1128
1129 For example, to create a set containing the even integers
1130 between 10 and 42, you would use the following code.
1131
1132         isl_space *space;
1133         isl_local_space *ls;
1134         isl_constraint *c;
1135         isl_basic_set *bset;
1136
1137         space = isl_space_set_alloc(ctx, 0, 2);
1138         bset = isl_basic_set_universe(isl_space_copy(space));
1139         ls = isl_local_space_from_space(space);
1140
1141         c = isl_equality_alloc(isl_local_space_copy(ls));
1142         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 0, -1);
1143         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 1, 2);
1144         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1145
1146         c = isl_inequality_alloc(isl_local_space_copy(ls));
1147         c = isl_constraint_set_constant_si(c, -10);
1148         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 0, 1);
1149         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1150
1151         c = isl_inequality_alloc(ls);
1152         c = isl_constraint_set_constant_si(c, 42);
1153         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 0, -1);
1154         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1155
1156         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1157
1158 Or, alternatively,
1159
1160         isl_basic_set *bset;
1161         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1162                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
1163
1164 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1165 describing the equalities and the inequalities.
1166
1167         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
1168                 __isl_take isl_space *space,
1169                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1170                 enum isl_dim_type c1,
1171                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1172                 enum isl_dim_type c4);
1173         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1174                 __isl_take isl_space *space,
1175                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1176                 enum isl_dim_type c1,
1177                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1178                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1179
1180 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1181 different kinds of variables appear in the input matrices
1182 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1183 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1184 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1185 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1186
1187 A (basic) set or relation can also be constructed from a (piecewise)
1188 affine expression
1189 or a list of affine expressions (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">).
1190
1191         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1192                 __isl_take isl_aff *aff);
1193         __isl_give isl_set *isl_set_from_pw_aff(
1194                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1195         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1196                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1197         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1198                 __isl_take isl_space *domain_space,
1199                 __isl_take isl_aff_list *list);
1200
1201 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1202 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1203 of zero affine expressions.
1204
1205 =head2 Inspecting Sets and Relations
1206
1207 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1208 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1209 explained in the following sections.
1210 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1211 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1212 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1213 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1214
1215         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1216                 __isl_take isl_set *set);
1217         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1218                 __isl_take isl_map *map);
1219         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1220                 __isl_take isl_union_set *uset);
1221         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1222                 __isl_take isl_union_map *umap);
1223
1224 This explicit representation defines the existentially quantified
1225 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1226 including earlier existentially quantified variables.
1227 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1228 has a unique value when the values of the other variables are known.
1229 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1230 with the same explicit representations, should appear in the
1231 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1232 either of the following functions.
1233
1234         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1235                 __isl_take isl_set *set);
1236         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1237                 __isl_take isl_map *map);
1238
1239 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1240 using the following functions, which compute an overapproximation.
1241
1242         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1243                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1244         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1245                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1246         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1247                 __isl_take isl_set *set);
1248         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1249                 __isl_take isl_map *map);
1250
1251 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1252
1253         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1254                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1255                 void *user);
1256         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1257                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1258                 void *user);
1259
1260 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1261 from
1262
1263         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1264         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1265
1266 To extract the set or map in a given space from a union, use
1267
1268         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1269                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1270                 __isl_take isl_space *space);
1271         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1272                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1273                 __isl_take isl_space *space);
1274
1275 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1276
1277         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1278                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1279                 void *user);
1280         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1281                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1282                 void *user);
1283
1284 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1285 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1286 occurs, the above functions will return -1.
1287
1288 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1289 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1290 If this is required, then the user should call one of
1291 the following functions first.
1292
1293         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1294                 __isl_take isl_set *set);
1295         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1296                 __isl_take isl_map *map);
1297
1298 The number of basic sets in a set can be obtained
1299 from
1300
1301         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1302
1303 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1304
1305         #include <isl/constraint.h>
1306
1307         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1308                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1309                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1310                 void *user);
1311         void *isl_constraint_free(__isl_take isl_constraint *c);
1312
1313 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1314 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1315 occurs, the above functions will return -1.
1316 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1317 Use the following function to find out whether a constraint
1318 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1319
1320         int isl_constraint_is_equality(
1321                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1322
1323 The coefficients of the constraints can be inspected using
1324 the following functions.
1325
1326         void isl_constraint_get_constant(
1327                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1328         void isl_constraint_get_coefficient(
1329                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1330                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1331         int isl_constraint_involves_dims(
1332                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1333                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1334
1335 The explicit representations of the existentially quantified
1336 variables can be inspected using the following function.
1337 Note that the user is only allowed to use this function
1338 if the inspected set or map is the result of a call
1339 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1340 The existentially quantified variable is equal to the floor
1341 of the returned affine expression.  The affine expression
1342 itself can be inspected using the functions in
1343 L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">.
1344
1345         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_div(
1346                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1347
1348 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1349 form, use the following functions.
1350
1351         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1352                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1353                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1354                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1355         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1356                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1357                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1358                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1359         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1360                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1361                 enum isl_dim_type c1,
1362                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1363                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1364         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1365                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1366                 enum isl_dim_type c1,
1367                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1368                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1369
1370 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1371 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1372 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1373 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1374
1375 The number of parameters, input, output or set dimensions can
1376 be obtained using the following functions.
1377
1378         unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1379                 enum isl_dim_type type);
1380         unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1381                 enum isl_dim_type type);
1382         unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set,
1383                 enum isl_dim_type type);
1384         unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map,
1385                 enum isl_dim_type type);
1386
1387 To check whether the description of a set or relation depends
1388 on one or more given dimensions, it is not necessary to iterate over all
1389 constraints.  Instead the following functions can be used.
1390
1391         int isl_basic_set_involves_dims(
1392                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1393                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1394         int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1395                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1396         int isl_basic_map_involves_dims(
1397                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1398                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1399         int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1400                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1401
1402 Similarly, the following functions can be used to check whether
1403 a given dimension is involved in any lower or upper bound.
1404
1405         int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
1406                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1407         int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
1408                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1409
1410 The identifiers or names of the domain and range spaces of a set
1411 or relation can be read off or set using the following functions.
1412
1413         __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(
1414                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_id *id);
1415         __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(
1416                 __isl_take isl_set *set);
1417         int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set);
1418         __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(
1419                 __isl_keep isl_set *set);
1420         __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(
1421                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1422                 __isl_take isl_id *id);
1423         __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(
1424                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1425         int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
1426                 enum isl_dim_type type);
1427         __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(
1428                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1429
1430         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1431                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1432         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1433                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1434         const char *isl_set_get_tuple_name(
1435                 __isl_keep isl_set *set);
1436         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1437                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1438                 enum isl_dim_type type);
1439         const char *isl_map_get_tuple_name(
1440                 __isl_keep isl_map *map,
1441                 enum isl_dim_type type);
1442
1443 As with C<isl_space_get_tuple_name>, the value returned points to
1444 an internal data structure.
1445 The identifiers, positions or names of individual dimensions can be
1446 read off using the following functions.
1447
1448         __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(
1449                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1450                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1451         int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
1452                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1453         __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(
1454                 __isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1455                 unsigned pos);
1456         __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(
1457                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1458                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1459         int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
1460                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1461         __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(
1462                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1463                 unsigned pos);
1464
1465         int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set,
1466                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1467         int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map,
1468                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1469
1470         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1471                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1472                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1473         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1474                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1475                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1476         const char *isl_set_get_dim_name(
1477                 __isl_keep isl_set *set,
1478                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1479         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1480                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1481                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1482         const char *isl_map_get_dim_name(
1483                 __isl_keep isl_map *map,
1484                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1485
1486 These functions are mostly useful to obtain the identifiers, positions
1487 or names of the parameters.  Identifiers of individual dimensions are
1488 essentially only useful for printing.  They are ignored by all other
1489 operations and may not be preserved across those operations.
1490
1491 =head2 Properties
1492
1493 =head3 Unary Properties
1494
1495 =over
1496
1497 =item * Emptiness
1498
1499 The following functions test whether the given set or relation
1500 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1501 any computations, but simply check if the given set or relation
1502 is already known to be empty.
1503
1504         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1505         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1506         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1507         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1508         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1509         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1510         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1511         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1512         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1513         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1514
1515 =item * Universality
1516
1517         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1518         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1519         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1520
1521 =item * Single-valuedness
1522
1523         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1524         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1525
1526 =item * Injectivity
1527
1528         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1529         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1530         int isl_union_map_plain_is_injective(
1531                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1532         int isl_union_map_is_injective(
1533                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1534
1535 =item * Bijectivity
1536
1537         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1538         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1539
1540 =item * Position
1541
1542         int isl_basic_map_plain_is_fixed(
1543                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1544                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1545                 isl_int *val);
1546         int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
1547                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1548                 isl_int *val);
1549
1550 Check if the relation obviously lies on a hyperplane where the given dimension
1551 has a fixed value and if so, return that value in C<*val>.
1552
1553 =item * Space
1554
1555 To check whether a set is a parameter domain, use this function:
1556
1557         int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set);
1558
1559 =item * Wrapping
1560
1561 The following functions check whether the domain of the given
1562 (basic) set is a wrapped relation.
1563
1564         int isl_basic_set_is_wrapping(
1565                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1566         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1567
1568 =item * Internal Product
1569
1570         int isl_basic_map_can_zip(
1571                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1572         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1573
1574 Check whether the product of domain and range of the given relation
1575 can be computed,
1576 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1577
1578 =back
1579
1580 =head3 Binary Properties
1581
1582 =over
1583
1584 =item * Equality
1585
1586         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1587                 __isl_keep isl_set *set2);
1588         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1589                 __isl_keep isl_set *set2);
1590         int isl_union_set_is_equal(
1591                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1592                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1593         int isl_basic_map_is_equal(
1594                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1595                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1596         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1597                 __isl_keep isl_map *map2);
1598         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1599                 __isl_keep isl_map *map2);
1600         int isl_union_map_is_equal(
1601                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1602                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1603
1604 =item * Disjointness
1605
1606         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1607                 __isl_keep isl_set *set2);
1608
1609 =item * Subset
1610
1611         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1612                 __isl_keep isl_set *set2);
1613         int isl_set_is_strict_subset(
1614                 __isl_keep isl_set *set1,
1615                 __isl_keep isl_set *set2);
1616         int isl_union_set_is_subset(
1617                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1618                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1619         int isl_union_set_is_strict_subset(
1620                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1621                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1622         int isl_basic_map_is_subset(
1623                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1624                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1625         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1626                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1627                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1628         int isl_map_is_subset(
1629                 __isl_keep isl_map *map1,
1630                 __isl_keep isl_map *map2);
1631         int isl_map_is_strict_subset(
1632                 __isl_keep isl_map *map1,
1633                 __isl_keep isl_map *map2);
1634         int isl_union_map_is_subset(
1635                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1636                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1637         int isl_union_map_is_strict_subset(
1638                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1639                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1640
1641 =back
1642
1643 =head2 Unary Operations
1644
1645 =over
1646
1647 =item * Complement
1648
1649         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1650                 __isl_take isl_set *set);
1651
1652 =item * Inverse map
1653
1654         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1655                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1656         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1657                 __isl_take isl_map *map);
1658         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1659                 __isl_take isl_union_map *umap);
1660
1661 =item * Projection
1662
1663         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1664                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1665                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1666         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1667                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1668                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1669         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1670                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1671         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1672                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1673         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(
1674                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1675         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1676                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1677         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1678                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1679         __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set);
1680         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1681                 __isl_take isl_map *bmap);
1682         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1683                 __isl_take isl_map *map);
1684         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1685                 __isl_take isl_union_map *umap);
1686         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1687                 __isl_take isl_union_map *umap);
1688
1689         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1690                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1691         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1692                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1693         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1694         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1695         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1696                 __isl_take isl_union_map *umap);
1697         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1698                 __isl_take isl_union_map *umap);
1699
1700 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1701 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1702
1703 =item * Elimination
1704
1705         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1706                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1707                 unsigned first, unsigned n);
1708
1709 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1710 without removing the dimensions.
1711
1712 =item * Slicing
1713
1714         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
1715                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1716                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1717                 isl_int value);
1718         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
1719                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1720                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1721         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
1722                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1723                 isl_int value);
1724         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
1725                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1726         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
1727                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1728                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1729         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
1730                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1731
1732 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1733 dimension has the fixed given value.
1734
1735         __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
1736                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1737                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1738         __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
1739                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1740                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1741
1742 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1743 dimensions are equal to each other.
1744
1745         __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
1746                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1747                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1748
1749 Intersect the relation with the hyperplane where the given
1750 dimensions have opposite values.
1751
1752 =item * Identity
1753
1754         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1755                 __isl_take isl_set *set);
1756         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1757                 __isl_take isl_union_set *uset);
1758
1759 Construct an identity relation on the given (union) set.
1760
1761 =item * Deltas
1762
1763         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1764                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1765         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1766         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1767                 __isl_take isl_union_map *umap);
1768
1769 These functions return a (basic) set containing the differences
1770 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1771
1772         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1773                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1774         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1775                 __isl_take isl_map *map);
1776         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1777                 __isl_take isl_union_map *umap);
1778
1779 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1780 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1781
1782 =item * Coalescing
1783
1784 Simplify the representation of a set or relation by trying
1785 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1786 basic set or relation.
1787
1788         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1789         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1790         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1791                 __isl_take isl_union_set *uset);
1792         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1793                 __isl_take isl_union_map *umap);
1794
1795 =item * Detecting equalities
1796
1797         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1798                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1799         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1800                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1801         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1802                 __isl_take isl_set *set);
1803         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1804                 __isl_take isl_map *map);
1805         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1806                 __isl_take isl_union_set *uset);
1807         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1808                 __isl_take isl_union_map *umap);
1809
1810 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1811 equalities.
1812
1813 =item * Removing redundant constraints
1814
1815         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1816                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1817         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
1818                 __isl_take isl_set *set);
1819         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1820                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1821         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
1822                 __isl_take isl_map *map);
1823
1824 =item * Convex hull
1825
1826         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1827                 __isl_take isl_set *set);
1828         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1829                 __isl_take isl_map *map);
1830
1831 If the input set or relation has any existentially quantified
1832 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1833
1834 =item * Simple hull
1835
1836         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1837                 __isl_take isl_set *set);
1838         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1839                 __isl_take isl_map *map);
1840         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1841                 __isl_take isl_union_map *umap);
1842
1843 These functions compute a single basic set or relation
1844 that contains the whole input set or relation.
1845 In particular, the output is described by translates
1846 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1847
1848 =begin latex
1849
1850 (See \autoref{s:simple hull}.)
1851
1852 =end latex
1853
1854 =item * Affine hull
1855
1856         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1857                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1858         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1859                 __isl_take isl_set *set);
1860         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1861                 __isl_take isl_union_set *uset);
1862         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1863                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1864         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1865                 __isl_take isl_map *map);
1866         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1867                 __isl_take isl_union_map *umap);
1868
1869 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1870 per space.
1871
1872 =item * Polyhedral hull
1873
1874         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1875                 __isl_take isl_set *set);
1876         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1877                 __isl_take isl_map *map);
1878         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1879                 __isl_take isl_union_set *uset);
1880         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1881                 __isl_take isl_union_map *umap);
1882
1883 These functions compute a single basic set or relation
1884 not involving any existentially quantified variables
1885 that contains the whole input set or relation.
1886 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1887 per space.
1888
1889 =item * Optimization
1890
1891         #include <isl/ilp.h>
1892         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1893                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1894                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1895         enum isl_lp_result isl_set_min(__isl_keep isl_set *set,
1896                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1897         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1898                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1899
1900 Compute the minimum or maximum of the integer affine expression C<obj>
1901 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1902 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1903 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1904
1905 =item * Parametric optimization
1906
1907         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(
1908                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1909         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
1910                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1911
1912 Compute the minimum or maximum of the given set dimension as a function of the
1913 parameters, but independently of the other set dimensions.
1914 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
1915
1916 =item * Dual
1917
1918 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1919 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1920 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1921 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1922 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1923 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1924 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1925 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1926 in future.  In particular, future implementations may use different
1927 dualization algorithms or skip the elimination step.
1928
1929         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1930                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1931         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1932                 __isl_take isl_set *set);
1933         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1934                 __isl_take isl_union_set *bset);
1935         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1936                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1937         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1938                 __isl_take isl_set *set);
1939         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1940                 __isl_take isl_union_set *bset);
1941
1942 =item * Power
1943
1944         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1945                 int *exact);
1946         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1947                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1948
1949 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1950 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1951 I<k>th power of C<map>.
1952 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1953 then C<*exact> is set to C<1>.
1954
1955 =item * Transitive closure
1956
1957         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1958                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1959         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1960                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1961
1962 Compute the transitive closure of C<map>.
1963 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1964 then C<*exact> is set to C<1>.
1965
1966 =item * Reaching path lengths
1967
1968         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1969                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1970
1971 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1972 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1973 end up in the given element.
1974 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1975 then C<*exact> is set to C<1>.
1976 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1977 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1978 In particular, if the input relation is a dependence relation
1979 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1980 to the free schedule.
1981 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1982 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1983 the overapproximation), then you will get an error message.
1984
1985 =item * Wrapping
1986
1987         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1988                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1989         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1990                 __isl_take isl_map *map);
1991         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1992                 __isl_take isl_union_map *umap);
1993         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1994                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1995         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1996                 __isl_take isl_set *set);
1997         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1998                 __isl_take isl_union_set *uset);
1999
2000 =item * Flattening
2001
2002 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
2003 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
2004 then the name of the space is also removed.
2005
2006         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
2007                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2008         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
2009                 __isl_take isl_set *set);
2010         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
2011                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2012         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
2013                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2014         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
2015                 __isl_take isl_map *map);
2016         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(
2017                 __isl_take isl_map *map);
2018         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
2019                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2020         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
2021                 __isl_take isl_map *map);
2022
2023         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
2024                 __isl_take isl_set *set);
2025
2026 The function above constructs a relation
2027 that maps the input set to a flattened version of the set.
2028
2029 =item * Lifting
2030
2031 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
2032 to the existentially quantified variables in the input.
2033 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
2034 is the original space and the range corresponds to the original
2035 existentially quantified variables.
2036
2037         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
2038                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2039         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
2040                 __isl_take isl_set *set);
2041         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
2042                 __isl_take isl_union_set *uset);
2043
2044 =item * Internal Product
2045
2046         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
2047                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2048         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
2049                 __isl_take isl_map *map);
2050         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
2051                 __isl_take isl_union_map *umap);
2052
2053 Given a relation with nested relations for domain and range,
2054 interchange the range of the domain with the domain of the range.
2055
2056 =item * Aligning parameters
2057
2058         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
2059                 __isl_take isl_set *set,
2060                 __isl_take isl_space *model);
2061         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
2062                 __isl_take isl_map *map,
2063                 __isl_take isl_space *model);
2064
2065 Change the order of the parameters of the given set or relation
2066 such that the first parameters match those of C<model>.
2067 This may involve the introduction of extra parameters.
2068 All parameters need to be named.
2069
2070 =item * Dimension manipulation
2071
2072         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
2073                 __isl_take isl_set *set,
2074                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2075         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
2076                 __isl_take isl_map *map,
2077                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2078         __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(
2079                 __isl_take isl_set *set,
2080                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2081         __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(
2082                 __isl_take isl_map *map,
2083                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2084
2085 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
2086 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
2087 structure of the space.  However, the above functions can be useful
2088 to add new parameters, assuming
2089 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
2090 are not sufficient.
2091
2092 =back
2093
2094 =head2 Binary Operations
2095
2096 The two arguments of a binary operation not only need to live
2097 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
2098 the same (number of) parameters.
2099
2100 =head3 Basic Operations
2101
2102 =over
2103
2104 =item * Intersection
2105
2106         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2107                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2108                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2109         __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(
2110                 __isl_take isl_set *set,
2111                 __isl_take isl_set *params);
2112         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
2113                 __isl_take isl_set *set1,
2114                 __isl_take isl_set *set2);
2115         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
2116                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2117                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2118         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2119                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2120                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2121         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2122                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2123                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2124         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2125                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2126                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2127         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(
2128                 __isl_take isl_map *map,
2129                 __isl_take isl_set *params);
2130         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
2131                 __isl_take isl_map *map,
2132                 __isl_take isl_set *set);
2133         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
2134                 __isl_take isl_map *map,
2135                 __isl_take isl_set *set);
2136         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
2137                 __isl_take isl_map *map1,
2138                 __isl_take isl_map *map2);
2139         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
2140                 __isl_take isl_union_map *umap,
2141                 __isl_take isl_union_set *uset);
2142         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
2143                 __isl_take isl_union_map *umap,
2144                 __isl_take isl_union_set *uset);
2145         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
2146                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2147                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2148
2149 =item * Union
2150
2151         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
2152                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2153                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2154         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
2155                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2156                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2157         __isl_give isl_set *isl_set_union(
2158                 __isl_take isl_set *set1,
2159                 __isl_take isl_set *set2);
2160         __isl_give isl_map *isl_map_union(
2161                 __isl_take isl_map *map1,
2162                 __isl_take isl_map *map2);
2163         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
2164                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2165                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2166         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
2167                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2168                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2169
2170 =item * Set difference
2171
2172         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
2173                 __isl_take isl_set *set1,
2174                 __isl_take isl_set *set2);
2175         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
2176                 __isl_take isl_map *map1,
2177                 __isl_take isl_map *map2);
2178         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
2179                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2180                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2181         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
2182                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2183                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2184
2185 =item * Application
2186
2187         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2188                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2189                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2190         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
2191                 __isl_take isl_set *set,
2192                 __isl_take isl_map *map);
2193         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
2194                 __isl_take isl_union_set *uset,
2195                 __isl_take isl_union_map *umap);
2196         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2197                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2198                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2199         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2200                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2201                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2202         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
2203                 __isl_take isl_map *map1,
2204                 __isl_take isl_map *map2);
2205         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
2206                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2207                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2208         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
2209                 __isl_take isl_map *map1,
2210                 __isl_take isl_map *map2);
2211         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
2212                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2213                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2214
2215 =item * Cartesian Product
2216
2217         __isl_give isl_set *isl_set_product(
2218                 __isl_take isl_set *set1,
2219                 __isl_take isl_set *set2);
2220         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
2221                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2222                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2223         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
2224                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2225                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2226         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
2227                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2228                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2229         __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(
2230                 __isl_take isl_map *map1,
2231                 __isl_take isl_map *map2);
2232         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
2233                 __isl_take isl_map *map1,
2234                 __isl_take isl_map *map2);
2235         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
2236                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2237                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2238         __isl_give isl_map *isl_map_product(
2239                 __isl_take isl_map *map1,
2240                 __isl_take isl_map *map2);
2241         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
2242                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2243                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2244
2245 The above functions compute the cross product of the given
2246 sets or relations.  The domains and ranges of the results
2247 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
2248 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
2249 instead.
2250
2251         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
2252                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2253                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2254         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
2255                 __isl_take isl_set *set1,
2256                 __isl_take isl_set *set2);
2257         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
2258                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2259                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2260         __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(
2261                 __isl_take isl_map *map1,
2262                 __isl_take isl_map *map2);
2263         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
2264                 __isl_take isl_map *map1,
2265                 __isl_take isl_map *map2);
2266         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
2267                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2268                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2269         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
2270                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2271                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2272         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
2273                 __isl_take isl_map *map1,
2274                 __isl_take isl_map *map2);
2275
2276 =item * Simplification
2277
2278         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
2279                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2280                 __isl_take isl_basic_set *context);
2281         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
2282                 __isl_take isl_set *context);
2283         __isl_give isl_set *isl_set_gist_params(
2284                 __isl_take isl_set *set,
2285                 __isl_take isl_set *context);
2286         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
2287                 __isl_take isl_union_set *uset,
2288                 __isl_take isl_union_set *context);
2289         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
2290                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2291                 __isl_take isl_basic_map *context);
2292         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
2293                 __isl_take isl_map *context);
2294         __isl_give isl_map *isl_map_gist_params(
2295                 __isl_take isl_map *map,
2296                 __isl_take isl_set *context);
2297         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2298                 __isl_take isl_union_map *umap,
2299                 __isl_take isl_union_map *context);
2300
2301 The gist operation returns a set or relation that has the
2302 same intersection with the context as the input set or relation.
2303 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2304 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2305 are removed.
2306 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2307 per space.
2308
2309 =back
2310
2311 =head3 Lexicographic Optimization
2312
2313 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2314 the following functions
2315 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2316 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2317 that satisfy C<dom>.
2318 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2319 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2320 has no elements.
2321 In other words, the union of the parameter values
2322 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2323 is equal to C<dom>.
2324
2325         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2326                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2327                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2328                 __isl_give isl_set **empty);
2329         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2330                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2331                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2332                 __isl_give isl_set **empty);
2333         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2334                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2335                 __isl_give isl_set **empty);
2336         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2337                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2338                 __isl_give isl_set **empty);
2339
2340 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2341 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2342 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2343 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2344
2345         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2346                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2347         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2348                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2349         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2350                 __isl_take isl_set *set);
2351         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2352                 __isl_take isl_set *set);
2353         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2354                 __isl_take isl_union_set *uset);
2355         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2356                 __isl_take isl_union_set *uset);
2357
2358 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2359 the following functions
2360 compute a relation that maps each element of C<dom>
2361 to the single lexicographic minimum or maximum
2362 of the elements that are associated to that same
2363 element in C<map> (or C<bmap>).
2364 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2365 that contains the elements in C<dom> that do not map
2366 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2367 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2368 is equal to C<dom>.
2369
2370         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
2371                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2372                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2373                 __isl_give isl_set **empty);
2374         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
2375                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2376                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2377                 __isl_give isl_set **empty);
2378         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
2379                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2380                 __isl_give isl_set **empty);
2381         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
2382                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2383                 __isl_give isl_set **empty);
2384
2385 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2386 return a map mapping each element in the domain of
2387 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2388 of all elements associated to that element.
2389 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2390
2391         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2392                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2393         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2394                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2395         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2396                 __isl_take isl_map *map);
2397         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2398                 __isl_take isl_map *map);
2399         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2400                 __isl_take isl_union_map *umap);
2401         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2402                 __isl_take isl_union_map *umap);
2403
2404 =head2 Lists
2405
2406 Lists are defined over several element types, including
2407 C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2408 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2409 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2410
2411         #include <isl/list.h>
2412         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_from_set(
2413                 __isl_take isl_set *el);
2414         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2415                 isl_ctx *ctx, int n);
2416         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2417                 __isl_keep isl_set_list *list);
2418         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2419                 __isl_take isl_set_list *list,
2420                 __isl_take isl_set *el);
2421         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_concat(
2422                 __isl_take isl_set_list *list1,
2423                 __isl_take isl_set_list *list2);
2424         void *isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2425
2426 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2427 C<n> elements.  C<isl_set_list_from_set> creates a list with a single
2428 element.
2429
2430 Lists can be inspected using the following functions.
2431
2432         #include <isl/list.h>
2433         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2434         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2435         __isl_give isl_set *isl_set_list_get_set(
2436                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2437         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2438                 int (*fn)(__isl_take isl_set *el, void *user),
2439                 void *user);
2440
2441 Lists can be printed using
2442
2443         #include <isl/list.h>
2444         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2445                 __isl_take isl_printer *p,
2446                 __isl_keep isl_set_list *list);
2447
2448 =head2 Matrices
2449
2450 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2451
2452         #include <isl/mat.h>
2453         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(isl_ctx *ctx,
2454                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2455         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2456         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2457
2458 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2459 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2460
2461         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2462         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2463         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2464         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2465                 int row, int col, isl_int *v);
2466         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2467                 int row, int col, isl_int v);
2468         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2469                 int row, int col, int v);
2470
2471 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2472 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2473
2474 The following function can be used to compute the (right) inverse
2475 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2476 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2477 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2478
2479         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2480
2481 The following function can be used to compute the (right) kernel
2482 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2483 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2484
2485         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2486
2487 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
2488
2489 The zero quasi affine expression on a given domain can be created using
2490
2491         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero_on_domain(
2492                 __isl_take isl_local_space *ls);
2493
2494 Note that the space in which the resulting object lives is a map space
2495 with the given space as domain and a one-dimensional range.
2496
2497 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
2498 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
2499 be created using the following functions.
2500
2501         #include <isl/aff.h>
2502         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
2503                 __isl_take isl_space *space);
2504         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
2505                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
2506         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(
2507                 __isl_take isl_aff *aff);
2508
2509 Quasi affine expressions can be copied and freed using
2510
2511         #include <isl/aff.h>
2512         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2513         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2514
2515         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
2516                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2517         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2518
2519 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2520 using the following function.  The constraint is required to have
2521 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2522
2523         #include <isl/constraint.h>
2524         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2525                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2526                 enum isl_dim_type type, int pos);
2527
2528 The entire affine expression of the constraint can also be extracted
2529 using the following function.
2530
2531         #include <isl/constraint.h>
2532         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_aff(
2533                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
2534
2535 Conversely, an equality constraint equating
2536 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2537 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2538
2539         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2540                 __isl_take isl_aff *aff);
2541         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2542                 __isl_take isl_aff *aff);
2543
2544 The expression can be inspected using
2545
2546         #include <isl/aff.h>
2547         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2548         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2549                 enum isl_dim_type type);
2550         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_domain_local_space(
2551                 __isl_keep isl_aff *aff);
2552         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2553                 __isl_keep isl_aff *aff);
2554         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2555                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2556         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2557                 isl_int *v);
2558         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2559                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2560         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2561                 isl_int *v);
2562         __isl_give isl_aff *isl_aff_get_div(
2563                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2564
2565         int isl_pw_aff_foreach_piece(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2566                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2567                           __isl_take isl_aff *aff,
2568                           void *user), void *user);
2569
2570         int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff);
2571         int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2572
2573         int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
2574                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2575         int isl_pw_aff_involves_dims(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2576                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2577
2578         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2579         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2580                 enum isl_dim_type type);
2581         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2582
2583 It can be modified using
2584
2585         #include <isl/aff.h>
2586         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(
2587                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2588                 __isl_take isl_id *id);
2589         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
2590                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
2591                 unsigned pos, const char *s);
2592         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2593                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2594         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2595                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2596         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2597                 __isl_take isl_aff *aff,
2598                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2599         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2600                 __isl_take isl_aff *aff,
2601                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2602         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2603                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2604
2605         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2606                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2607         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
2608                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2609         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(
2610                 __isl_take isl_aff *aff,
2611                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2612         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2613                 __isl_take isl_aff *aff,
2614                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2615
2616         __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(
2617                 __isl_take isl_aff *aff,
2618                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2619         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_insert_dims(
2620                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2621                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2622         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(
2623                 __isl_take isl_aff *aff,
2624                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2625         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(
2626                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2627                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2628         __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(
2629                 __isl_take isl_aff *aff,
2630                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2631         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_drop_dims(
2632                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2633                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2634
2635 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2636 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2637 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2638 the possibly rational constant or coefficient.
2639
2640 To check whether an affine expressions is obviously zero
2641 or obviously equal to some other affine expression, use
2642
2643         #include <isl/aff.h>
2644         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
2645         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
2646                 __isl_keep isl_aff *aff2);
2647
2648 Operations include
2649
2650         #include <isl/aff.h>
2651         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2652                 __isl_take isl_aff *aff2);
2653         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(
2654                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2655                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2656         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(
2657                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2658                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2659         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
2660                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2661                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2662         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2663                 __isl_take isl_aff *aff2);
2664         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_sub(
2665                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2666                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2667         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2668         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_neg(
2669                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2670         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2671         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(
2672                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2673         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
2674         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(
2675                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2676         __isl_give isl_aff *isl_aff_mod(__isl_take isl_aff *aff,
2677                 isl_int mod);
2678         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mod(
2679                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int mod);
2680         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2681                 isl_int f);
2682         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale(
2683                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2684         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2685                 isl_int f);
2686         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
2687                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
2688         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(
2689                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2690
2691         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(
2692                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2693         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(
2694                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2695
2696         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
2697                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
2698
2699         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_align_params(
2700                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2701                 __isl_take isl_space *model);
2702
2703         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
2704                 __isl_take isl_set *context);
2705         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
2706                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2707                 __isl_take isl_set *context);
2708
2709         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_domain(
2710                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2711
2712         __isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
2713                 __isl_take isl_aff *aff2);
2714         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(
2715                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2716                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2717
2718 When multiplying two affine expressions, at least one of the two needs
2719 to be a constant.
2720
2721         #include <isl/aff.h>
2722         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_le_basic_set(
2723                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2724         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
2725                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2726         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(
2727                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2728                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2729         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(
2730                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2731                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2732         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(
2733                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2734                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2735         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(
2736                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2737                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2738         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(
2739                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2740                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2741         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(
2742                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2743                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2744
2745         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(
2746                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2747                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2748         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(
2749                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2750                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2751         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(
2752                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2753                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2754         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(
2755                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2756                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2757         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(
2758                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2759                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2760         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(
2761                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2762                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2763
2764 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
2765 containing those elements in the shared space
2766 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
2767 The function C<isl_aff_ge_set> returns a set
2768 containing those elements in the shared domain
2769 of C<pwaff1> and C<pwaff2> where C<pwaff1> is greater than or equal to C<pwaff2>.
2770 The functions operating on C<isl_pw_aff_list> apply the corresponding
2771 C<isl_pw_aff> function to each pair of elements in the two lists.
2772
2773         #include <isl/aff.h>
2774         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(
2775                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2776         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(
2777                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2778         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(
2779                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2780
2781 The function C<isl_pw_aff_nonneg_set> returns a set
2782 containing those elements in the domain
2783 of C<pwaff> where C<pwaff> is non-negative.
2784
2785         #include <isl/aff.h>
2786         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(
2787                 __isl_take isl_set *cond,
2788                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true,
2789                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false);
2790
2791 The function C<isl_pw_aff_cond> performs a conditional operator
2792 and returns an expression that is equal to C<pwaff_true>
2793 for elements in C<cond> and equal to C<pwaff_false> for elements
2794 not in C<cond>.
2795
2796         #include <isl/aff.h>
2797         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_min(
2798                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2799                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2800         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(
2801                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2802                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2803
2804 The function C<isl_pw_aff_union_max> computes a piecewise quasi-affine
2805 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
2806 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
2807 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
2808 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
2809 associated expression is the defined one.
2810
2811 An expression can be printed using
2812
2813         #include <isl/aff.h>
2814         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2815                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2816
2817         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
2818                 __isl_take isl_printer *p,
2819                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2820
2821 =head2 Points
2822
2823 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2824 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2825 individual elements of a set.
2826 The zero point (the origin) can be created using
2827
2828         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_space *space);
2829
2830 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2831 using
2832
2833         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2834                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2835         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2836                 __isl_take isl_point *pnt,
2837                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2838
2839         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2840                 __isl_take isl_point *pnt,
2841                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2842         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2843                 __isl_take isl_point *pnt,
2844                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2845
2846 Other properties can be obtained using
2847
2848         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
2849
2850 Points can be copied or freed using
2851
2852         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2853                 __isl_keep isl_point *pnt);
2854         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2855
2856 A singleton set can be created from a point using
2857
2858         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2859                 __isl_take isl_point *pnt);
2860         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2861                 __isl_take isl_point *pnt);
2862
2863 and a box can be created from two opposite extremal points using
2864
2865         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2866                 __isl_take isl_point *pnt1,
2867                 __isl_take isl_point *pnt2);
2868         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2869                 __isl_take isl_point *pnt1,
2870                 __isl_take isl_point *pnt2);
2871
2872 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2873 the following functions.
2874
2875         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2876                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2877                 void *user);
2878         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2879                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2880                 void *user);
2881
2882 The function C<fn> is called for each integer point in
2883 C<set> with as second argument the last argument of
2884 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2885 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2886 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2887 enumerating and return C<-1> as well.
2888 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2889 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2890
2891 To obtain a single point of a (basic) set, use
2892
2893         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2894                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2895         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2896                 __isl_take isl_set *set);
2897
2898 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2899 resulting point will be ``void'', a property that can be
2900 tested using
2901
2902         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2903
2904 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2905
2906 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2907 a parametric point to a rational value.
2908 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2909 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2910 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2911 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2912 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2913 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2914 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2915 the value is assumed to be zero.
2916 For example, the piecewise quasipolynomial
2917
2918         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2919
2920 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2921 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2922 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2923 defined over different domains.
2924 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2925 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2926 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2927 the number of points in the map
2928
2929         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2930
2931 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2932
2933 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2934 using the following functions.
2935
2936         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2937                 __isl_take isl_printer *p,
2938                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2939
2940         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2941                 __isl_take isl_printer *p,
2942                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2943
2944         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2945                 __isl_take isl_printer *p,
2946                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2947
2948 The output format of the printer
2949 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2950 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2951 is supported.
2952 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2953 to set the names of all dimensions
2954
2955         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2956                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2957                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2958                 const char *s);
2959         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2960         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2961                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2962                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2963                 const char *s);
2964
2965 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2966
2967 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2968 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2969 operations such as addition and multiplication
2970 on the resulting quasipolynomials
2971
2972         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero_on_domain(
2973                 __isl_take isl_space *domain);
2974         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one_on_domain(
2975                 __isl_take isl_space *domain);
2976         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty_on_domain(
2977                 __isl_take isl_space *domain);
2978         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty_on_domain(
2979                 __isl_take isl_space *domain);
2980         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan_on_domain(
2981                 __isl_take isl_space *domain);
2982         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst_on_domain(
2983                 __isl_take isl_space *domain,
2984                 const isl_int n, const isl_int d);
2985         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var_on_domain(
2986                 __isl_take isl_space *domain,
2987                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2988         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2989                 __isl_take isl_aff *aff);
2990
2991 Note that the space in which a quasipolynomial lives is a map space
2992 with a one-dimensional range.  The C<domain> argument in some of
2993 the functions above corresponds to the domain of this map space.
2994
2995 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2996 with a single cell can be created using the following functions.
2997 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2998 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2999
3000         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
3001                 __isl_take isl_space *space);
3002         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
3003                 __isl_take isl_set *set,
3004                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
3005         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_qpolynomial(
3006                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
3007         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_pw_aff(
3008                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3009
3010         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
3011                 __isl_take isl_space *space);
3012         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
3013                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3014         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
3015                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3016                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3017
3018 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
3019 functions.
3020
3021         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
3022                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
3023         void *isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
3024
3025         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
3026                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3027         void *isl_pw_qpolynomial_free(
3028                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3029
3030         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
3031                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3032         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
3033                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3034
3035 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
3036
3037 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
3038 piecewise quasipolynomial, use the following function
3039
3040         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
3041                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3042                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
3043                 void *user);
3044
3045 To extract the piecewise quasipolynomial in a given space from a union, use
3046
3047         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
3048         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
3049                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3050                 __isl_take isl_space *space);
3051
3052 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
3053 use either of the following two functions
3054
3055         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
3056                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3057                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3058                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3059                           void *user), void *user);
3060         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
3061                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3062                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3063                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3064                           void *user), void *user);
3065
3066 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
3067 and C<-1> on failure.  The difference between
3068 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
3069 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
3070 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
3071 compute unique representations for all existentially quantified
3072 variables and then turn these existentially quantified variables
3073 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
3074 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
3075 will not have any existentially quantified variables, but that
3076 the dimensions of the sets may be different for different
3077 invocations of C<fn>.
3078
3079 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
3080 use
3081
3082         int isl_qpolynomial_foreach_term(
3083                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
3084                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
3085                           void *user), void *user);
3086
3087 The terms themselves can be inspected and freed using
3088 these functions
3089
3090         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
3091                 enum isl_dim_type type);
3092         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
3093                 isl_int *n);
3094         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
3095                 isl_int *d);
3096         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
3097                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3098         __isl_give isl_aff *isl_term_get_div(
3099                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
3100         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
3101
3102 Each term is a product of parameters, set variables and
3103 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
3104 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
3105 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
3106 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
3107 using C<isl_int_init> before calling these functions.
3108
3109 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
3110
3111 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
3112 use the following function.
3113
3114         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
3115                 isl_int *n, isl_int *d);
3116
3117 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
3118 then the numerator and denominator of the constant
3119 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
3120
3121 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
3122
3123         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
3124                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
3125         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
3126                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
3127         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
3128                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3129                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3130         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
3131                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3132                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3133         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
3134                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3135                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3136         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
3137                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
3138
3139         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
3140                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3141                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3142         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
3143                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3144                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3145         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
3146                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3147                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3148         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
3149                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3150         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
3151                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3152                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3153         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_pow(
3154                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, unsigned exponent);
3155
3156         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
3157                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3158                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3159         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
3160                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3161                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3162         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
3163                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3164                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3165
3166         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
3167                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3168                 __isl_take isl_point *pnt);
3169
3170         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
3171                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3172                 __isl_take isl_point *pnt);
3173
3174         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
3175                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3176         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3177                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
3178                 __isl_take isl_set *set);
3179
3180         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
3181                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3182         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3183                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
3184                 __isl_take isl_union_set *uset);
3185
3186         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
3187                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3188                 __isl_take isl_space *model);
3189
3190         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_project_domain_on_params(
3191                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
3192         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_project_domain_on_params(
3193                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3194
3195         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
3196                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3197
3198         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
3199                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3200                 __isl_take isl_set *context);
3201
3202         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
3203                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3204                 __isl_take isl_set *context);
3205
3206         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
3207                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3208                 __isl_take isl_union_set *context);
3209
3210 The gist operation applies the gist operation to each of
3211 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
3212 The context is also exploited
3213 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
3214
3215         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3216                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
3217         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
3218         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3219                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
3220
3221 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
3222 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
3223 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
3224 will lie somewhere in between.
3225
3226 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
3227
3228 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
3229 reduction (or fold) of quasipolynomials.
3230 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
3231 The objects are mainly used to represent the result of
3232 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
3233 i.e., as the result of the following function.
3234
3235         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
3236                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3237                 enum isl_fold type, int *tight);
3238
3239         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
3240                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3241                 enum isl_fold type, int *tight);
3242
3243 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
3244 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
3245 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
3246 of the parameters there is at least
3247 one element in the domain that reaches the bound.
3248 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
3249 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
3250 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
3251 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
3252 wrapped relation becomes the domain of the result.
3253
3254 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
3255 following functions.
3256
3257         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
3258                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
3259         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
3260                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3261         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
3262                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3263         void isl_qpolynomial_fold_free(
3264                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
3265         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
3266                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3267         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
3268                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3269
3270 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
3271
3272 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
3273 using the following function.
3274
3275         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
3276                 __isl_take isl_printer *p,
3277                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3278         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
3279                 __isl_take isl_printer *p,
3280                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3281
3282 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
3283 output format of the printer
3284 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
3285 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
3286 output format of the printer
3287 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
3288 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
3289 to set the names of all dimensions
3290
3291         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3292         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
3293                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3294                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
3295                 const char *s);
3296
3297 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
3298
3299 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
3300 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
3301
3302         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
3303                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3304                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3305                             void *user), void *user);
3306
3307 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
3308 use either of the following two functions
3309
3310         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
3311                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3312                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3313                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3314                           void *user), void *user);
3315         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
3316                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3317                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3318                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3319                           void *user), void *user);
3320
3321 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
3322 of the difference between these two functions.
3323
3324 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
3325
3326         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
3327                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
3328                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
3329                           void *user), void *user);
3330
3331 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
3332
3333         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
3334                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
3335
3336         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
3337                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3338                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3339
3340         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
3341                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3342                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3343
3344         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
3345                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
3346                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
3347
3348         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
3349                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3350                 __isl_take isl_point *pnt);
3351
3352         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
3353                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3354                 __isl_take isl_point *pnt);
3355
3356         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
3357                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3358         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
3359                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3360                 __isl_take isl_union_set *uset);
3361
3362         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_project_domain_on_params(
3363                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3364
3365         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3366                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3367
3368         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3369                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3370
3371         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
3372                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3373                 __isl_take isl_set *context);
3374
3375         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
3376                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3377                 __isl_take isl_union_set *context);
3378
3379 The gist operation applies the gist operation to each of
3380 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
3381 In future, the operation will also exploit the context
3382 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
3383
3384         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3385         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
3386                 __isl_take isl_set *set,
3387                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3388                 int *tight);
3389         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3390         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
3391                 __isl_take isl_map *map,
3392                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3393                 int *tight);
3394         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3395         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3396                 __isl_take isl_union_set *uset,
3397                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3398                 int *tight);
3399         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3400         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3401                 __isl_take isl_union_map *umap,
3402                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3403                 int *tight);
3404
3405 The functions taking a map
3406 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
3407 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
3408 over all elements in the intersection of the range of the map
3409 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
3410 as a function of an element in the domain of the map.
3411 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
3412 intersection of the set and the domain of the
3413 piecewise quasipolynomial reduction.
3414
3415 =head2 Dependence Analysis
3416
3417 C<isl> contains specialized functionality for performing
3418 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
3419 and a collection of possible I<source> access relations,
3420 C<isl> can compute relations that describe
3421 for each iteration of the sink access, which iteration
3422 of which of the source access relations was the last
3423 to access the same data element before the given iteration
3424 of the sink access.
3425 To compute standard flow dependences, the sink should be
3426 a read, while the sources should be writes.
3427 If any of the source accesses are marked as being I<may>
3428 accesses, then there will be a dependence to the last
3429 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
3430 this last I<must> access.
3431 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
3432 then memory based dependence analysis is performed.
3433 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
3434 then value based dependence analysis is performed.
3435
3436         #include <isl/flow.h>
3437
3438         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
3439
3440         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
3441                 __isl_take isl_map *sink,
3442                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
3443                 int max_source);
3444         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
3445                 __isl_take isl_access_info *acc,
3446                 __isl_take isl_map *source, int must,
3447                 void *source_user);
3448         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
3449
3450         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
3451                 __isl_take isl_access_info *acc);
3452
3453         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
3454                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
3455                           void *dep_user, void *user),
3456                 void *user);
3457         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
3458                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
3459         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
3460
3461 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
3462 dependence analysis.  The other functions are used to construct
3463 the input for this function or to read off the output.
3464
3465 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
3466 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
3467 The arguments to this functions are the sink access relation
3468 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
3469 access to the user, a callback function for specifying the
3470 relative order of source and sink accesses, and the number
3471 of source access relations that will be added.
3472 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
3473 The function is called with two user supplied tokens identifying
3474 either a source or the sink and it should return the shared nesting
3475 level and the relative order of the two accesses.
3476 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
3477 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
3478 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
3479 it should return I<2 * n>.
3480 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
3481 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
3482 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
3483 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
3484 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
3485 of the relation accesses I<all> elements in its image.
3486 The C<source_user> token is again used to identify
3487 the source access.  The range of the source access relation
3488 C<source> should have the same dimension as the range
3489 of the sink access relation.
3490 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
3491 called explicitly, because it is called implicitly by
3492 C<isl_access_info_compute_flow>.
3493
3494 The result of the dependence analysis is collected in an
3495 C<isl_flow>.  There may be elements of
3496 the sink access for which no preceding source access could be
3497 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
3498 The relations containing these elements can be obtained through
3499 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
3500 and the second with C<must> unset.
3501 In the case of standard flow dependence analysis,
3502 with the sink a read and the sources I<must> writes,
3503 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
3504 array elements and the second relation is empty.
3505 The actual flow dependences can be extracted using
3506 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
3507 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
3508 a source and the sink.  The callback function is called
3509 with four arguments, the actual flow dependence relation
3510 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
3511 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
3512 identifying the source and an additional C<void *> with value
3513 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
3514 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
3515 source and if it is not followed by any I<may> sources.
3516
3517 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
3518 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
3519
3520 A higher-level interface to dependence analysis is provided
3521 by the following function.
3522
3523         #include <isl/flow.h>
3524
3525         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
3526                 __isl_take isl_union_map *must_source,
3527                 __isl_take isl_union_map *may_source,
3528                 __isl_take isl_union_map *schedule,
3529                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
3530                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
3531                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
3532                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
3533
3534 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
3535 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
3536 of the domains of the accesses and of the schedule.
3537 The relative order of the iteration domains is given by the
3538 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
3539 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
3540 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
3541 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
3542 any of the other arguments is treated as an error.
3543
3544 =head2 Scheduling
3545
3546 B<The functionality described in this section is fairly new
3547 and may be subject to change.>
3548
3549 The following function can be used to compute a schedule
3550 for a union of domains.  The generated schedule respects
3551 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
3552 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
3553 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
3554 the dependence distances over C<proximity> dependences.
3555 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
3556 for groups of domains where the dependence distances have only
3557 non-negative values.
3558 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
3559 of C<Pluto>.
3560
3561         #include <isl/schedule.h>
3562         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
3563                 __isl_take isl_union_set *domain,
3564                 __isl_take isl_union_map *validity,
3565                 __isl_take isl_union_map *proximity);
3566         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
3567
3568 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
3569 from an C<isl_schedule> using the following function.
3570
3571         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
3572                 __isl_keep isl_schedule *sched);
3573
3574 A representation of the schedule can be printed using
3575          
3576         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
3577                 __isl_take isl_printer *p,
3578                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3579
3580 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
3581 using the following function.
3582
3583         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3584                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3585
3586 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
3587 The bands inside the list can be copied and freed using the following
3588 functions.
3589
3590         #include <isl/band.h>
3591         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
3592                 __isl_keep isl_band *band);
3593         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
3594
3595 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
3596 These are referred to as the members of the band.
3597 The section of the schedule that corresponds to the band is
3598 referred to as the partial schedule of the band.
3599 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
3600 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
3601 dimensions form the suffix schedule.
3602 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
3603 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
3604 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
3605 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
3606 The properties of a band can be inspected using the following functions.
3607
3608         #include <isl/band.h>
3609         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
3610
3611         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
3612         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
3613                 __isl_keep isl_band *band);
3614
3615         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
3616                 __isl_keep isl_band *band);
3617         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
3618                 __isl_keep isl_band *band);
3619         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
3620                 __isl_keep isl_band *band);
3621
3622         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
3623         int isl_band_member_is_zero_distance(
3624                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
3625
3626 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
3627 distance'' if it does not carry any proximity dependences
3628 within its band.
3629 That is, if the dependence distances of the proximity
3630 dependences are all zero in that direction (for fixed
3631 iterations of outer bands).
3632
3633 A representation of the band can be printed using
3634
3635         #include <isl/band.h>
3636         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
3637                 __isl_take isl_printer *p,
3638                 __isl_keep isl_band *band);
3639
3640 =head2 Parametric Vertex Enumeration
3641
3642 The parametric vertex enumeration described in this section
3643 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
3644 library.
3645
3646         #include <isl/vertices.h>
3647         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3648                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3649
3650 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3651 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3652 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3653 This information can be queried by either iterating over all
3654 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3655 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3656
3657         int isl_vertices_foreach_vertex(
3658                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3659                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3660                 void *user);
3661
3662         int isl_vertices_foreach_cell(
3663                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3664                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3665                 void *user);
3666         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3667                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3668                 void *user);
3669
3670 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3671 the following.
3672
3673         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3674                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3675         int isl_vertices_get_n_vertices(
3676                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3677         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3678
3679 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3680
3681         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3682         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3683         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3684                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3685         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3686                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3687         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3688
3689 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3690 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3691 of the vertex.
3692 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3693 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3694 and should not be mixed with integer sets.
3695
3696 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3697
3698         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3699         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3700                 __isl_keep isl_cell *cell);
3701         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3702
3703 =head1 Applications
3704
3705 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3706 it also contains some basic applications that use some
3707 of the functionality of C<isl>.
3708 The input may be specified in either the L<isl format>
3709 or the L<PolyLib format>.
3710
3711 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3712
3713 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3714 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3715 The first column in the output is the denominator and is always
3716 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3717 then a vector of length zero is printed.
3718
3719 =head2 C<isl_pip>
3720
3721 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3722 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3723 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3724 of constraints on a parametric polyhedron.
3725 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3726 (but before the final constant column).
3727 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3728 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3729 is just a dump of the internal state.
3730
3731 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3732
3733 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3734 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3735 If an affine objective function
3736 is given, then the constant should appear in the last column.
3737
3738 =head2 C<isl_polytope_scan>
3739
3740 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3741 all integer points in the polytope.