Merge branch 'maint'
[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 =back
66
67 =head1 Installation
68
69 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
70 or from the git repository.  Both are available from
71 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
72 The installation process depends on how you obtained
73 the source.
74
75 =head2 Installation from the git repository
76
77 =over
78
79 =item 1 Clone or update the repository
80
81 The first time the source is obtained, you need to clone
82 the repository.
83
84         git clone git://repo.or.cz/isl.git
85
86 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
87
88         git pull
89
90 =item 2 Generate C<configure>
91
92         ./autogen.sh
93
94 =back
95
96 After performing the above steps, continue
97 with the L<Common installation instructions>.
98
99 =head2 Common installation instructions
100
101 =over
102
103 =item 1 Obtain C<GMP>
104
105 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
106 Your distribution may not provide these header files by default
107 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
108 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
109 source, available from L<http://gmplib.org/>.
110
111 =item 2 Configure
112
113 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
114 To run it, just type
115
116         ./configure
117
118 optionally followed by some configure options.
119 A complete list of options can be obtained by running
120
121         ./configure --help
122
123 Below we discuss some of the more common options.
124
125 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
126 C<piplib> functionality is currently used by default.
127 The C<--with-piplib> option can
128 be used to specify which C<piplib>
129 library to use, either an installed version (C<system>),
130 an externally built version (C<build>)
131 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
132 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
133 and C<piplib>.
134
135 =over
136
137 =item C<--prefix>
138
139 Installation prefix for C<isl>
140
141 =item C<--with-gmp-prefix>
142
143 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
144
145 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
146
147 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
148
149 =item C<--with-piplib>
150
151 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
152
153 =item C<--with-piplib-prefix>
154
155 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
156
157 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
158
159 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
160
161 =item C<--with-piplib-builddir>
162
163 Location where C<build> C<piplib> was built.
164
165 =back
166
167 =item 3 Compile
168
169         make
170
171 =item 4 Install (optional)
172
173         make install
174
175 =back
176
177 =head1 Library
178
179 =head2 Initialization
180
181 All manipulations of integer sets and relations occur within
182 the context of an C<isl_ctx>.
183 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
184 All arguments of a function are required to have been allocated
185 within the same context.
186 There are currently no functions available for moving an object
187 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
188 there is currently no way of safely moving an object from one
189 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
190
191 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
192 freed using C<isl_ctx_free>.
193 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
194 before the C<isl_ctx> itself is freed.
195
196         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
197         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
198
199 =head2 Integers
200
201 All operations on integers, mainly the coefficients
202 of the constraints describing the sets and relations,
203 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
204 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
205 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
206 are wrapped inside C<isl> specific macros.
207 The basic type is C<isl_int> and the operations below
208 are available on this type.
209 The meanings of these operations are essentially the same
210 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
211 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
212 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
213 and they need to be released with C<isl_int_clear>
214 after the last use.
215 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
216 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
217 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
218 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
219
220 =over
221
222 =item isl_int_init(i)
223
224 =item isl_int_clear(i)
225
226 =item isl_int_set(r,i)
227
228 =item isl_int_set_si(r,i)
229
230 =item isl_int_set_gmp(r,g)
231
232 =item isl_int_get_gmp(i,g)
233
234 =item isl_int_abs(r,i)
235
236 =item isl_int_neg(r,i)
237
238 =item isl_int_swap(i,j)
239
240 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
241
242 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
243
244 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
245
246 =item isl_int_add(r,i,j)
247
248 =item isl_int_sub(r,i,j)
249
250 =item isl_int_mul(r,i,j)
251
252 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
253
254 =item isl_int_addmul(r,i,j)
255
256 =item isl_int_submul(r,i,j)
257
258 =item isl_int_gcd(r,i,j)
259
260 =item isl_int_lcm(r,i,j)
261
262 =item isl_int_divexact(r,i,j)
263
264 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
265
266 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
267
268 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
269
270 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
271
272 =item isl_int_read(r,s)
273
274 =item isl_int_print(out,i,width)
275
276 =item isl_int_sgn(i)
277
278 =item isl_int_cmp(i,j)
279
280 =item isl_int_cmp_si(i,si)
281
282 =item isl_int_eq(i,j)
283
284 =item isl_int_ne(i,j)
285
286 =item isl_int_lt(i,j)
287
288 =item isl_int_le(i,j)
289
290 =item isl_int_gt(i,j)
291
292 =item isl_int_ge(i,j)
293
294 =item isl_int_abs_eq(i,j)
295
296 =item isl_int_abs_ne(i,j)
297
298 =item isl_int_abs_lt(i,j)
299
300 =item isl_int_abs_gt(i,j)
301
302 =item isl_int_abs_ge(i,j)
303
304 =item isl_int_is_zero(i)
305
306 =item isl_int_is_one(i)
307
308 =item isl_int_is_negone(i)
309
310 =item isl_int_is_pos(i)
311
312 =item isl_int_is_neg(i)
313
314 =item isl_int_is_nonpos(i)
315
316 =item isl_int_is_nonneg(i)
317
318 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
319
320 =back
321
322 =head2 Sets and Relations
323
324 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
325 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
326 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
327 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
328 can be described as a conjunction of affine constraints, while
329 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
330 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
331 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
332 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
333 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
334 where dimensions with different space names
335 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
336 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
337 one set of variables, while relations have two sets of variables,
338 input variables and output variables.
339
340 =head2 Memory Management
341
342 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
343 several substeps and since the user is usually not interested in
344 the intermediate results, most functions that return a new object
345 will also release all the objects passed as arguments.
346 If the user still wants to use one or more of these arguments
347 after the function call, she should pass along a copy of the
348 object rather than the object itself.
349 The user is then responsible for make sure that the original
350 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
351
352 The arguments and return values of all documents functions are
353 annotated to make clear which arguments are released and which
354 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
355 are used
356
357 =over
358
359 =item C<__isl_give>
360
361 C<__isl_give> means that a new object is returned.
362 The user should make sure that the returned pointer is
363 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
364 In between, it can be used as a value for as many
365 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
366 There is one exception, and that is the case where the
367 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
368 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
369
370 =item C<__isl_take>
371
372 C<__isl_take> means that the object the argument points to
373 is taken over by the function and may no longer be used
374 by the user as an argument to any other function.
375 The pointer value must be one returned by a function
376 returning an C<__isl_give> pointer.
377 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
378 be treated as an error in the sense that the function will
379 not perform its usual operation.  However, it will still
380 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
381 are released.
382
383 =item C<__isl_keep>
384
385 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
386 temporarily.  After the function has finished, the user
387 can still use it as an argument to other functions.
388 A C<NULL> value will be treated in the same way as
389 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
390
391 =back
392
393 =head2 Dimension Specifications
394
395 Whenever a new set or relation is created from scratch,
396 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
397
398         #include <isl/dim.h>
399         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
400                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
401         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
402                 unsigned nparam, unsigned dim);
403         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
404         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
405         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
406                 enum isl_dim_type type);
407
408 The dimension specification used for creating a set
409 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
410 that for creating a relation
411 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
412 C<isl_dim_size> can be used
413 to find out the number of dimensions of each type in
414 a dimension specification, where type may be
415 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
416 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
417 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
418
419 It is often useful to create objects that live in the
420 same space as some other object.  This can be accomplished
421 by creating the new objects
422 (see L<Creating New Sets and Relations> or
423 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
424 specification of the original object.
425
426         #include <isl/set.h>
427         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
428                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
429         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
430
431         #include <isl/union_set.h>
432         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
433                 __isl_keep isl_union_set *uset);
434
435         #include <isl/map.h>
436         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
437                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
438         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
439
440         #include <isl/union_map.h>
441         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
442                 __isl_keep isl_union_map *umap);
443
444         #include <isl/polynomial.h>
445         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
446                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
447         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
448                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
449         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
450                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
451         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
452                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
453
454 The names of the individual dimensions may be set or read off
455 using the following functions.
456
457         #include <isl/dim.h>
458         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
459                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
460                                  __isl_keep const char *name);
461         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
462                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
463
464 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
465 data structure, so the result can only be used while the
466 corresponding C<isl_dim> is alive.
467 Also note that every function that operates on two sets or relations
468 requires that both arguments have the same parameters.  This also
469 means that if one of the arguments has named parameters, then the
470 other needs to have named parameters too and the names need to match.
471 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
472 have different parameters (as long as they are named), in which case
473 the result will have as parameters the union of the parameters of
474 the arguments.
475
476 The names of entire spaces may be set or read off
477 using the following functions.
478
479         #include <isl/dim.h>
480         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
481                 __isl_take isl_dim *dim,
482                 enum isl_dim_type type, const char *s);
483         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
484                 enum isl_dim_type type);
485
486 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
487 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
488 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
489 data structure.
490 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
491 to have the same name.
492
493 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
494 the domain or range of a relation can be a nested relation.
495 The following functions can be used to construct and deconstruct
496 such nested dimension specifications.
497
498         #include <isl/dim.h>
499         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
500         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
501         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
502
503 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
504 be the dimension specification of a set, while that of
505 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
506 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
507 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
508 of a set.
509
510 Dimension specifications can be created from other dimension
511 specifications using the following functions.
512
513         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
514         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
515         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
516         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
517         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
518         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
519                 __isl_take isl_dim *right);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
521                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
522         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
523                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
524         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
525                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
526
527 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
528 the name and the internal structure are lost.
529
530 =head2 Input and Output
531
532 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
533 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
534 in some cases.
535
536 =head3 C<isl> format
537
538 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
539 syntax for describing the parameters and allows for the definition
540 of an existentially quantified variable as the integer division
541 of an affine expression.
542 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
543 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
544
545         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
546                                 i - 10 a <= 6) }
547
548 A set or relation can have several disjuncts, separated
549 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
550 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
551 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
552 C<and>.
553
554 =head3 C<PolyLib> format
555
556 If the represented set is a union, then the first line
557 contains a single number representing the number of disjuncts.
558 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
559
560 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
561 The first line contains two numbers representing
562 the number of rows and columns,
563 where the number of rows is equal to the number of constraints
564 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
565 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
566 In each row, the first column indicates whether the constraint
567 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
568 corresponds to the constant term.
569
570 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
571 appear in the last columns before the constant column.
572 The coefficients of any existentially quantified variables appear
573 between those of the set variables and those of the parameters.
574
575 =head3 Extended C<PolyLib> format
576
577 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
578 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
579 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
580 also contains four additional numbers:
581 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
582 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
583 quantified variables) and the number of parameters.
584 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
585 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
586 dimensions is zero.
587
588 =head3 Input
589
590         #include <isl/set.h>
591         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
592                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
593         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
594                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
595         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
596                 FILE *input, int nparam);
597         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
598                 const char *str, int nparam);
599
600         #include <isl/map.h>
601         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
602                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
603         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
604                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
605         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
606                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
607         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
608                 const char *str, int nparam);
609
610         #include <isl/union_set.h>
611         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
612                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
613
614         #include <isl/union_map.h>
615         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
616                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
617
618 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
619 or the C<isl> format.
620 C<nparam> specifies how many of the final columns in
621 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
622 If input is given in the C<isl> format, then the number
623 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
624 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
625 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
626 are assumed in the C<PolyLib> format.
627
628 =head3 Output
629
630 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
631 be created.
632
633         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
634                 FILE *file);
635         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
636         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
637         __isl_give char *isl_printer_get_str(
638                 __isl_keep isl_printer *printer);
639
640 The behavior of the printer can be modified in various ways
641
642         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
643                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
644         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
645                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
646         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
647                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
648         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
649                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
650
651 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
652 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
653 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
654 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
655 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
656 In the C<PolyLib> format output,
657 the coefficients of the existentially quantified variables
658 appear between those of the set variables and those
659 of the parameters.
660
661 To actually print something, use
662
663         #include <isl/set.h>
664         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
665                 __isl_take isl_printer *printer,
666                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
667         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
668                 __isl_take isl_printer *printer,
669                 __isl_keep isl_set *set);
670
671         #include <isl/map.h>
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
673                 __isl_take isl_printer *printer,
674                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
675         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
676                 __isl_take isl_printer *printer,
677                 __isl_keep isl_map *map);
678
679         #include <isl/union_set.h>
680         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
681                 __isl_take isl_printer *p,
682                 __isl_keep isl_union_set *uset);
683
684         #include <isl/union_map.h>
685         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
686                 __isl_take isl_printer *p,
687                 __isl_keep isl_union_map *umap);
688
689 When called on a file printer, the following function flushes
690 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
691
692         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
693                 __isl_take isl_printer *p);
694
695 =head2 Creating New Sets and Relations
696
697 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
698
699 =over
700
701 =item * Empty sets and relations
702
703         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
704                 __isl_take isl_dim *dim);
705         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
706                 __isl_take isl_dim *dim);
707         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
708                 __isl_take isl_dim *dim);
709         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
710                 __isl_take isl_dim *dim);
711         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
712                 __isl_take isl_dim *dim);
713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
714                 __isl_take isl_dim *dim);
715
716 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
717 is only used to specify the parameters.
718
719 =item * Universe sets and relations
720
721         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
722                 __isl_take isl_dim *dim);
723         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
724                 __isl_take isl_dim *dim);
725         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
726                 __isl_take isl_dim *dim);
727         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
728                 __isl_take isl_dim *dim);
729
730 =item * Identity relations
731
732         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
733                 __isl_take isl_dim *set_dim);
734         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
735                 __isl_take isl_dim *set_dim);
736
737 These functions take a dimension specification for a B<set>
738 and return an identity relation between two such sets.
739
740 =item * Lexicographic order
741
742         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
743                 __isl_take isl_dim *set_dim);
744         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
745                 __isl_take isl_dim *set_dim);
746         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
747                 __isl_take isl_dim *set_dim);
748         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
749                 __isl_take isl_dim *set_dim);
750         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
751                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
752         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
753                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
754         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
755                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
756         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
757                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
758
759 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
760 and return relations that express that the elements in the domain
761 are lexicographically less
762 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
763 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
764 than the elements in the range.
765 The last four functions take a dimension specification for a map
766 and return relations that express that the first C<n> dimensions
767 in the domain are lexicographically less
768 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
769 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
770 than the first C<n> dimensions in the range.
771
772 =back
773
774 A basic set or relation can be converted to a set or relation
775 using the following functions.
776
777         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
778                 __isl_take isl_basic_set *bset);
779         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
780                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
781
782 Sets and relations can be converted to union sets and relations
783 using the following functions.
784
785         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
786                 __isl_take isl_map *map);
787         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
788                 __isl_take isl_set *set);
789
790 Sets and relations can be copied and freed again using the following
791 functions.
792
793         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
794                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
795         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
796         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
797                 __isl_keep isl_union_set *uset);
798         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
799                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
800         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
801         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
802                 __isl_keep isl_union_map *umap);
803         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
804         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
805         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
806         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
807         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
808         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
809
810 Other sets and relations can be constructed by starting
811 from a universe set or relation, adding equality and/or
812 inequality constraints and then projecting out the
813 existentially quantified variables, if any.
814 Constraints can be constructed, manipulated and
815 added to basic sets and relations using the following functions.
816
817         #include <isl/constraint.h>
818         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
819                 __isl_take isl_dim *dim);
820         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
821                 __isl_take isl_dim *dim);
822         void isl_constraint_set_constant(
823                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
824         void isl_constraint_set_coefficient(
825                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
826                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
827         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
828                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
829                 __isl_take isl_constraint *constraint);
830         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
831                 __isl_take isl_basic_set *bset,
832                 __isl_take isl_constraint *constraint);
833
834 For example, to create a set containing the even integers
835 between 10 and 42, you would use the following code.
836
837         isl_int v;
838         struct isl_dim *dim;
839         struct isl_constraint *c;
840         struct isl_basic_set *bset;
841
842         isl_int_init(v);
843         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
844         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
845
846         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
847         isl_int_set_si(v, -1);
848         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
849         isl_int_set_si(v, 2);
850         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
851         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
852
853         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
854         isl_int_set_si(v, -10);
855         isl_constraint_set_constant(c, v);
856         isl_int_set_si(v, 1);
857         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
858         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
859
860         c = isl_inequality_alloc(dim);
861         isl_int_set_si(v, 42);
862         isl_constraint_set_constant(c, v);
863         isl_int_set_si(v, -1);
864         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
865         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
866
867         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
868
869         isl_int_clear(v);
870
871 Or, alternatively,
872
873         struct isl_basic_set *bset;
874         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
875                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
876
877 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
878 describing the equalities and the inequalities.
879
880         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
881                 __isl_take isl_dim *dim,
882                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
883                 enum isl_dim_type c1,
884                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
885                 enum isl_dim_type c4);
886         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
887                 __isl_take isl_dim *dim,
888                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
889                 enum isl_dim_type c1,
890                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
891                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
892
893 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
894 different kinds of variables appear in the input matrices
895 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
896 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
897 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
898 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
899
900 =head2 Inspecting Sets and Relations
901
902 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
903 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
904 explained in the following sections.
905 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
906 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
907 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
908 an explicit representation of the existentially quantified variables.
909
910         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
911                 __isl_take isl_set *set);
912         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
913                 __isl_take isl_map *map);
914         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
915                 __isl_take isl_union_set *uset);
916         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
917                 __isl_take isl_union_map *umap);
918
919 This explicit representation defines the existentially quantified
920 variables as integer divisions of the other variables, possibly
921 including earlier existentially quantified variables.
922 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
923 has a unique value when the values of the other variables are known.
924 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
925 with the same explicit representations, should appear in the
926 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
927 either of the following functions.
928
929         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
930                 __isl_take isl_set *set);
931         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
932                 __isl_take isl_map *map);
933
934 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
935 using the following functions, which compute an overapproximation.
936
937         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
938                 __isl_take isl_basic_set *bset);
939         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
940                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
941         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
942                 __isl_take isl_set *set);
943
944 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
945
946         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
947                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
948                 void *user);
949         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
950                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
951                 void *user);
952
953 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
954 from
955
956         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
957         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
958
959 To extract the set or map from a union with a given dimension
960 specification, use
961
962         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
963                 __isl_keep isl_union_set *uset,
964                 __isl_take isl_dim *dim);
965         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
966                 __isl_keep isl_union_map *umap,
967                 __isl_take isl_dim *dim);
968
969 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
970
971         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
972                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
973                 void *user);
974         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
975                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
976                 void *user);
977
978 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
979 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
980 occurs, the above functions will return -1.
981
982 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
983 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
984 If this is required, then the user should call one of
985 the following functions first.
986
987         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
988                 __isl_take isl_set *set);
989         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
990                 __isl_take isl_map *map);
991
992 The number of basic sets in a set can be obtained
993 from
994
995         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
996
997 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
998
999         #include <isl/constraint.h>
1000
1001         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1002                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1003                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1004                 void *user);
1005         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1006
1007 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1008 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1009 occurs, the above functions will return -1.
1010 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1011 Use the following function to find out whether a constraint
1012 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1013
1014         int isl_constraint_is_equality(
1015                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1016
1017 The coefficients of the constraints can be inspected using
1018 the following functions.
1019
1020         void isl_constraint_get_constant(
1021                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1022         void isl_constraint_get_coefficient(
1023                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1024                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1025
1026 The explicit representations of the existentially quantified
1027 variables can be inspected using the following functions.
1028 Note that the user is only allowed to use these functions
1029 if the inspected set or map is the result of a call
1030 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1031
1032         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1033                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1034         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1035                 isl_int *v);
1036         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1037                 isl_int *v);
1038         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1039                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1040
1041 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1042 form, use the following functions.
1043
1044         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1045                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1046                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1047                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1048         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1049                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1050                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1051                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1052         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1053                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1054                 enum isl_dim_type c1,
1055                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1056                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1057         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1058                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1059                 enum isl_dim_type c1,
1060                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1061                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1062
1063 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1064 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1065 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1066 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1067
1068 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1069 read off using the following functions.
1070
1071         const char *isl_set_get_tuple_name(
1072                 __isl_keep isl_set *set);
1073         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1074                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1075                 enum isl_dim_type type);
1076         const char *isl_map_get_tuple_name(
1077                 __isl_keep isl_map *map,
1078                 enum isl_dim_type type);
1079
1080 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1081 an internal data structure.
1082 The names of individual dimensions can be read off using
1083 the following functions.
1084
1085         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1086                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1087                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1088         const char *isl_set_get_dim_name(
1089                 __isl_keep isl_set *set,
1090                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1091         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1092                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1093                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1094         const char *isl_map_get_dim_name(
1095                 __isl_keep isl_map *map,
1096                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1097
1098 These functions are mostly useful to obtain the names
1099 of the parameters.
1100
1101 =head2 Properties
1102
1103 =head3 Unary Properties
1104
1105 =over
1106
1107 =item * Emptiness
1108
1109 The following functions test whether the given set or relation
1110 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1111 any computations, but simply check if the given set or relation
1112 is already known to be empty.
1113
1114         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1115         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1116         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1117         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1118         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1119         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1120         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1121         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1122         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1123
1124 =item * Universality
1125
1126         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1127         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1128         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1129
1130 =item * Single-valuedness
1131
1132         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1133
1134 =item * Bijectivity
1135
1136         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1137
1138 =item * Wrapping
1139
1140 The followning functions check whether the domain of the given
1141 (basic) set is a wrapped relation.
1142
1143         int isl_basic_set_is_wrapping(
1144                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1145         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1146
1147 =back
1148
1149 =head3 Binary Properties
1150
1151 =over
1152
1153 =item * Equality
1154
1155         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1156                 __isl_keep isl_set *set2);
1157         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1158                 __isl_keep isl_set *set2);
1159         int isl_union_set_is_equal(
1160                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1161                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1162         int isl_basic_map_is_equal(
1163                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1164                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1165         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1166                 __isl_keep isl_map *map2);
1167         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1168                 __isl_keep isl_map *map2);
1169         int isl_union_map_is_equal(
1170                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1171                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1172
1173 =item * Disjointness
1174
1175         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1176                 __isl_keep isl_set *set2);
1177
1178 =item * Subset
1179
1180         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1181                 __isl_keep isl_set *set2);
1182         int isl_set_is_strict_subset(
1183                 __isl_keep isl_set *set1,
1184                 __isl_keep isl_set *set2);
1185         int isl_union_set_is_subset(
1186                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1187                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1188         int isl_union_set_is_strict_subset(
1189                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1190                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1191         int isl_basic_map_is_subset(
1192                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1193                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1194         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1195                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1196                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1197         int isl_map_is_subset(
1198                 __isl_keep isl_map *map1,
1199                 __isl_keep isl_map *map2);
1200         int isl_map_is_strict_subset(
1201                 __isl_keep isl_map *map1,
1202                 __isl_keep isl_map *map2);
1203         int isl_union_map_is_subset(
1204                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1205                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1206         int isl_union_map_is_strict_subset(
1207                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1208                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1209
1210 =back
1211
1212 =head2 Unary Operations
1213
1214 =over
1215
1216 =item * Complement
1217
1218         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1219                 __isl_take isl_set *set);
1220
1221 =item * Inverse map
1222
1223         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1224                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1225         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1226                 __isl_take isl_map *map);
1227         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1228                 __isl_take isl_union_map *umap);
1229
1230 =item * Projection
1231
1232         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1233                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1234                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1235         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1236                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1237                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1238         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1239                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1240         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1241                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1242         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1243                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1244         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1245                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1246         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1247                 __isl_take isl_map *bmap);
1248         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1249                 __isl_take isl_map *map);
1250         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1251                 __isl_take isl_union_map *umap);
1252         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1253                 __isl_take isl_union_map *umap);
1254
1255         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1256                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1257         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1258                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1259         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1260         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1261         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1262                 __isl_take isl_union_map *umap);
1263         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1264                 __isl_take isl_union_map *umap);
1265
1266 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1267 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1268
1269 =item * Identity
1270
1271         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1272                 __isl_take isl_set *set);
1273         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1274                 __isl_take isl_union_set *uset);
1275
1276 Construct an identity relation on the given (union) set.
1277
1278 =item * Deltas
1279
1280         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1281                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1282         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1283         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1284                 __isl_take isl_union_map *umap);
1285
1286 These functions return a (basic) set containing the differences
1287 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1288
1289 =item * Coalescing
1290
1291 Simplify the representation of a set or relation by trying
1292 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1293 basic set or relation.
1294
1295         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1296         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1297         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1298                 __isl_take isl_union_set *uset);
1299         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1300                 __isl_take isl_union_map *umap);
1301
1302 =item * Detecting equalities
1303
1304         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1305                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1306         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1307                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1308         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1309                 __isl_take isl_set *set);
1310         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1311                 __isl_take isl_map *map);
1312         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1313                 __isl_take isl_union_set *uset);
1314         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1315                 __isl_take isl_union_map *umap);
1316
1317 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1318 equalities.
1319
1320 =item * Convex hull
1321
1322         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1323                 __isl_take isl_set *set);
1324         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1325                 __isl_take isl_map *map);
1326
1327 If the input set or relation has any existentially quantified
1328 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1329
1330 =item * Simple hull
1331
1332         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1333                 __isl_take isl_set *set);
1334         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1335                 __isl_take isl_map *map);
1336         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1337                 __isl_take isl_union_map *umap);
1338
1339 These functions compute a single basic set or relation
1340 that contains the whole input set or relation.
1341 In particular, the output is described by translates
1342 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1343
1344 =begin latex
1345
1346 (See \autoref{s:simple hull}.)
1347
1348 =end latex
1349
1350 =item * Affine hull
1351
1352         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1353                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1354         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1355                 __isl_take isl_set *set);
1356         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1357                 __isl_take isl_union_set *uset);
1358         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1359                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1360         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1361                 __isl_take isl_map *map);
1362         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1363                 __isl_take isl_union_map *umap);
1364
1365 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1366 per space.
1367
1368 =item * Polyhedral hull
1369
1370         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1371                 __isl_take isl_set *set);
1372         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1373                 __isl_take isl_map *map);
1374         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1375                 __isl_take isl_union_set *uset);
1376         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1377                 __isl_take isl_union_map *umap);
1378
1379 These functions compute a single basic set or relation
1380 not involving any existentially quantified variables
1381 that contains the whole input set or relation.
1382 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1383 per space.
1384
1385 =item * Power
1386
1387         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1388                 unsigned param, int *exact);
1389
1390 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1391 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1392 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1393 then C<*exact> is set to C<1>.
1394 The current implementation only produces exact results for particular
1395 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1396
1397 =item * Transitive closure
1398
1399         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1400                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1401         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1402                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1403
1404 Compute the transitive closure of C<map>.
1405 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1406 then C<*exact> is set to C<1>.
1407 The current implementation only produces exact results for particular
1408 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1409
1410 =item * Reaching path lengths
1411
1412         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1413                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1414
1415 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1416 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1417 end up in the given element.
1418 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1419 then C<*exact> is set to C<1>.
1420 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1421 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1422 In particular, if the input relation is a dependence relation
1423 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1424 to the free schedule.
1425 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1426 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1427 the overapproximation), then you will get an error message.
1428
1429 =item * Wrapping
1430
1431         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1432                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1433         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1434                 __isl_take isl_map *map);
1435         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1436                 __isl_take isl_union_map *umap);
1437         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1438                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1439         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1440                 __isl_take isl_set *set);
1441         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1442                 __isl_take isl_union_set *uset);
1443
1444 =item * Flattening
1445
1446 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1447 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1448 then the name of the space is also removed.
1449
1450         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1451                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1452         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1453                 __isl_take isl_set *set);
1454         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1455                 __isl_take isl_map *map);
1456
1457         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1458                 __isl_take isl_set *set);
1459
1460 The function above constructs a relation
1461 that maps the input set to a flattened version of the set.
1462
1463 =item * Dimension manipulation
1464
1465         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1466                 __isl_take isl_set *set,
1467                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1468         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1469                 __isl_take isl_map *map,
1470                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1471
1472 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1473 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1474 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1475 to add new parameters.
1476
1477 =back
1478
1479 =head2 Binary Operations
1480
1481 The two arguments of a binary operation not only need to live
1482 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1483 the same (number of) parameters.
1484
1485 =head3 Basic Operations
1486
1487 =over
1488
1489 =item * Intersection
1490
1491         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1492                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1493                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1494         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1495                 __isl_take isl_set *set1,
1496                 __isl_take isl_set *set2);
1497         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1498                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1499                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1500         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1501                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1502                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1503         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1504                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1505                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1506         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1507                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1508                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1509         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1510                 __isl_take isl_map *map,
1511                 __isl_take isl_set *set);
1512         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1513                 __isl_take isl_map *map,
1514                 __isl_take isl_set *set);
1515         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1516                 __isl_take isl_map *map1,
1517                 __isl_take isl_map *map2);
1518         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1519                 __isl_take isl_union_map *umap,
1520                 __isl_take isl_union_set *uset);
1521         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1522                 __isl_take isl_union_map *umap,
1523                 __isl_take isl_union_set *uset);
1524         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1525                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1526                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1527
1528 =item * Union
1529
1530         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1531                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1532                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1533         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1534                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1535                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1536         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1537                 __isl_take isl_set *set1,
1538                 __isl_take isl_set *set2);
1539         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1540                 __isl_take isl_map *map1,
1541                 __isl_take isl_map *map2);
1542         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1543                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1544                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1545         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1546                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1547                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1548
1549 =item * Set difference
1550
1551         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1552                 __isl_take isl_set *set1,
1553                 __isl_take isl_set *set2);
1554         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1555                 __isl_take isl_map *map1,
1556                 __isl_take isl_map *map2);
1557         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1558                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1559                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1560         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1561                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1562                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1563
1564 =item * Application
1565
1566         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1567                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1568                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1569         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1570                 __isl_take isl_set *set,
1571                 __isl_take isl_map *map);
1572         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1573                 __isl_take isl_union_set *uset,
1574                 __isl_take isl_union_map *umap);
1575         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1576                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1577                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1578         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1579                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1580                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1581         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1582                 __isl_take isl_map *map1,
1583                 __isl_take isl_map *map2);
1584         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1585                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1586                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1587         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1588                 __isl_take isl_map *map1,
1589                 __isl_take isl_map *map2);
1590         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1591                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1592                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1593
1594 =item * Cartesian Product
1595
1596         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1597                 __isl_take isl_set *set1,
1598                 __isl_take isl_set *set2);
1599         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1600                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1601                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1602         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1603                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1604                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1605         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1606                 __isl_take isl_map *map1,
1607                 __isl_take isl_map *map2);
1608         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1609                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1610                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1611         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1612                 __isl_take isl_map *map1,
1613                 __isl_take isl_map *map2);
1614         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1615                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1616                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1617
1618 The above functions compute the cross product of the given
1619 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1620 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1621 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1622 instead.
1623
1624         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1625                 __isl_take isl_set *set1,
1626                 __isl_take isl_set *set2);
1627         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1628                 __isl_take isl_map *map1,
1629                 __isl_take isl_map *map2);
1630
1631 =item * Simplification
1632
1633         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1634                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1635                 __isl_take isl_basic_set *context);
1636         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1637                 __isl_take isl_set *context);
1638         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1639                 __isl_take isl_union_set *uset,
1640                 __isl_take isl_union_set *context);
1641         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1642                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1643                 __isl_take isl_basic_map *context);
1644         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1645                 __isl_take isl_map *context);
1646         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1647                 __isl_take isl_union_map *umap,
1648                 __isl_take isl_union_map *context);
1649
1650 The gist operation returns a set or relation that has the
1651 same intersection with the context as the input set or relation.
1652 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1653 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1654 are removed.
1655 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1656 per space.
1657
1658 =back
1659
1660 =head3 Lexicographic Optimization
1661
1662 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1663 the following functions
1664 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1665 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1666 that satisfy C<dom>.
1667 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1668 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1669 has no elements.
1670 In other words, the union of the parameter values
1671 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1672 is equal to C<dom>.
1673
1674         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1675                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1676                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1677                 __isl_give isl_set **empty);
1678         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1679                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1680                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1681                 __isl_give isl_set **empty);
1682         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1683                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1684                 __isl_give isl_set **empty);
1685         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1686                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1687                 __isl_give isl_set **empty);
1688
1689 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1690 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1691 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1692 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1693
1694         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1695                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1696         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1697                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1698         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1699                 __isl_take isl_set *set);
1700         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1701                 __isl_take isl_set *set);
1702         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1703                 __isl_take isl_union_set *uset);
1704         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1705                 __isl_take isl_union_set *uset);
1706
1707 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1708 the following functions
1709 compute a relation that maps each element of C<dom>
1710 to the single lexicographic minimum or maximum
1711 of the elements that are associated to that same
1712 element in C<map> (or C<bmap>).
1713 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1714 that contains the elements in C<dom> that do not map
1715 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1716 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1717 is equal to C<dom>.
1718
1719         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1720                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1721                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1722                 __isl_give isl_set **empty);
1723         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1724                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1725                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1726                 __isl_give isl_set **empty);
1727         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1728                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1729                 __isl_give isl_set **empty);
1730         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1731                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1732                 __isl_give isl_set **empty);
1733
1734 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1735 return a map mapping each element in the domain of
1736 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1737 of all elements associated to that element.
1738 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1739
1740         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1741                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1742         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1743                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1744         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1745                 __isl_take isl_map *map);
1746         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1747                 __isl_take isl_map *map);
1748         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1749                 __isl_take isl_union_map *umap);
1750         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1751                 __isl_take isl_union_map *umap);
1752
1753 =head2 Matrices
1754
1755 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1756
1757         #include <isl/mat.h>
1758         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1759                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1760         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1761         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1762
1763 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1764 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1765
1766         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1767         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1768         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1769                 int row, int col, isl_int *v);
1770         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1771                 int row, int col, isl_int v);
1772
1773 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1774 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1775
1776 The following function can be used to compute the (right) inverse
1777 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1778 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1779 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1780
1781         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1782
1783 The following function can be used to compute the (right) kernel
1784 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1785 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1786
1787         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1788
1789 =head2 Points
1790
1791 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1792 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1793 individual elements of a set.
1794 The zero point (the origin) can be created using
1795
1796         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1797
1798 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1799 using
1800
1801         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1802                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1803         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1804                 __isl_take isl_point *pnt,
1805                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1806
1807         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1808                 __isl_take isl_point *pnt,
1809                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1810         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1811                 __isl_take isl_point *pnt,
1812                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1813
1814 Points can be copied or freed using
1815
1816         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1817                 __isl_keep isl_point *pnt);
1818         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1819
1820 A singleton set can be created from a point using
1821
1822         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1823                 __isl_take isl_point *pnt);
1824         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1825                 __isl_take isl_point *pnt);
1826
1827 and a box can be created from two opposite extremal points using
1828
1829         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1830                 __isl_take isl_point *pnt1,
1831                 __isl_take isl_point *pnt2);
1832         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1833                 __isl_take isl_point *pnt1,
1834                 __isl_take isl_point *pnt2);
1835
1836 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1837 the following functions.
1838
1839         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1840                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1841                 void *user);
1842         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1843                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1844                 void *user);
1845
1846 The function C<fn> is called for each integer point in
1847 C<set> with as second argument the last argument of
1848 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1849 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1850 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1851 enumerating and return C<-1> as well.
1852 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1853 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1854
1855 To obtain a single point of a (basic) set, use
1856
1857         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1858                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1859         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1860                 __isl_take isl_set *set);
1861
1862 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1863 resulting point will be ``void'', a property that can be
1864 tested using
1865
1866         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1867
1868 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1869
1870 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1871 a parametric point to a rational value.
1872 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1873 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1874 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1875 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1876 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1877 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1878 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1879 the value is assumed to be zero.
1880 For example, the piecewise quasipolynomial
1881
1882         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1883
1884 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1885 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1886 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1887 defined over different domains.
1888 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1889 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1890 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1891 the number of points in the map
1892
1893         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1894
1895 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1896
1897 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1898 using the following functions.
1899
1900         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1901                 __isl_take isl_printer *p,
1902                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1903
1904         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1905                 __isl_take isl_printer *p,
1906                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1907
1908         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1909                 __isl_take isl_printer *p,
1910                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1911
1912 The output format of the printer
1913 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1914 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1915 is supported.
1916 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
1917 to set the names of all dimensions
1918
1919         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
1920                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1921                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1922                 const char *s);
1923         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1924         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
1925                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1926                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1927                 const char *s);
1928
1929 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1930
1931 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1932 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1933 operations such as addition and multiplication
1934 on the resulting quasipolynomials
1935
1936         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1937                 __isl_take isl_dim *dim);
1938         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
1939                 __isl_take isl_dim *dim);
1940         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1941                 __isl_take isl_dim *dim);
1942         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1943                 __isl_take isl_dim *dim);
1944         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1945                 __isl_take isl_dim *dim);
1946         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1947                 __isl_take isl_dim *dim,
1948                 const isl_int n, const isl_int d);
1949         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1950                 __isl_take isl_div *div);
1951         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1952                 __isl_take isl_dim *dim,
1953                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1954
1955 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1956 with a single cell can be created using the following functions.
1957 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1958 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1959
1960         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1961                 __isl_take isl_dim *dim);
1962         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1963                 __isl_take isl_set *set,
1964                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1965
1966         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1967                 __isl_take isl_dim *dim);
1968         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1969                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1970         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1971                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1972                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1973
1974 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1975 functions.
1976
1977         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1978                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1979         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1980
1981         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1982                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1983         void isl_pw_qpolynomial_free(
1984                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1985
1986         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1987                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1988         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1989                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1990
1991 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1992
1993 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1994 piecewise quasipolynomial, use the following function
1995
1996         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1997                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1998                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1999                 void *user);
2000
2001 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2002 specification, use
2003
2004         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2005         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2006                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2007                 __isl_take isl_dim *dim);
2008
2009 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2010 use either of the following two functions
2011
2012         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2013                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2014                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2015                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2016                           void *user), void *user);
2017         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2018                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2019                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2020                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2021                           void *user), void *user);
2022
2023 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2024 and C<-1> on failure.  The difference between
2025 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2026 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2027 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2028 compute unique representations for all existentially quantified
2029 variables and then turn these existentially quantified variables
2030 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2031 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2032 will not have any existentially quantified variables, but that
2033 the dimensions of the sets may be different for different
2034 invocations of C<fn>.
2035
2036 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2037 use
2038
2039         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2040                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2041                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2042                           void *user), void *user);
2043
2044 The terms themselves can be inspected and freed using
2045 these functions
2046
2047         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2048                 enum isl_dim_type type);
2049         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2050                 isl_int *n);
2051         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2052                 isl_int *d);
2053         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2054                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2055         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2056                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2057         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2058
2059 Each term is a product of parameters, set variables and
2060 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2061 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2062 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2063 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2064 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2065
2066 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2067
2068 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2069 use the following function.
2070
2071         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2072                 isl_int *n, isl_int *d);
2073
2074 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2075 then the numerator and denominator of the constant
2076 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2077
2078 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2079
2080         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2081                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2082         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2083                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2084                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2085         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2086                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2087                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2088         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2089                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2090                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2091         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2092                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2093
2094         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2095                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2096                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2097         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2098                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2099                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2100         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2101                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2102                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2103         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2104                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2105         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2106                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2107                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2108
2109         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2110                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2111                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2112         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2113                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2114                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2115         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2116                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2117                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2118
2119         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2120                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2121                 __isl_take isl_point *pnt);
2122
2123         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2124                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2125                 __isl_take isl_point *pnt);
2126
2127         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2128                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2129         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2130                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2131                 __isl_take isl_set *set);
2132
2133         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2134                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2135         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2136                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2137                 __isl_take isl_union_set *uset);
2138
2139         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2140                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2141
2142         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2143                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2144                 __isl_take isl_set *context);
2145
2146         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2147                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2148                 __isl_take isl_union_set *context);
2149
2150 The gist operation applies the gist operation to each of
2151 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2152 The context is also exploited
2153 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2154
2155         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2156                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2157         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2158         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2159                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2160
2161 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2162 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2163 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2164 will lie somewhere in between.
2165
2166 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2167
2168 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2169 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2170 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2171 The objects are mainly used to represent the result of
2172 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2173 i.e., as the result of the following function.
2174
2175         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2176                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2177                 enum isl_fold type, int *tight);
2178
2179         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2180                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2181                 enum isl_fold type, int *tight);
2182
2183 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2184 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2185 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2186 of the parameters there is at least
2187 one element in the domain that reaches the bound.
2188 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2189 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2190 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2191 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2192 wrapped relation becomes the domain of the result.
2193
2194 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2195 following functions.
2196
2197         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2198                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2199         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2200                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2201         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2202                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2203         void isl_qpolynomial_fold_free(
2204                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2205         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2206                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2207         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2208                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2209
2210 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2211
2212 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2213 using the following function.
2214
2215         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2216                 __isl_take isl_printer *p,
2217                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2218         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2219                 __isl_take isl_printer *p,
2220                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2221
2222 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2223 output format of the printer
2224 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2225 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2226 output format of the printer
2227 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2228 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2229 to set the names of all dimensions
2230
2231         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2232         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2233                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2234                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2235                 const char *s);
2236
2237 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2238
2239 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2240 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2241
2242         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2243                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2244                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2245                             void *user), void *user);
2246
2247 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2248 use either of the following two functions
2249
2250         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2251                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2252                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2253                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2254                           void *user), void *user);
2255         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2256                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2257                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2258                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2259                           void *user), void *user);
2260
2261 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2262 of the difference between these two functions.
2263
2264 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2265
2266         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2267                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2268                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2269                           void *user), void *user);
2270
2271 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2272
2273         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2274                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2275                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2276
2277         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2278                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2279                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2280
2281         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2282                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2283                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2284
2285         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2286                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2287                 __isl_take isl_point *pnt);
2288
2289         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2290                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2291                 __isl_take isl_point *pnt);
2292
2293         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2294                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2295         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2296                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2297                 __isl_take isl_union_set *uset);
2298
2299         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2300                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2301
2302         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2303                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2304
2305         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2306                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2307                 __isl_take isl_set *context);
2308
2309         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2310                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2311                 __isl_take isl_union_set *context);
2312
2313 The gist operation applies the gist operation to each of
2314 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2315 In future, the operation will also exploit the context
2316 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2317
2318         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2319         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2320                 __isl_take isl_set *set,
2321                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2322                 int *tight);
2323         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2324         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2325                 __isl_take isl_map *map,
2326                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2327                 int *tight);
2328         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2329         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2330                 __isl_take isl_union_set *uset,
2331                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2332                 int *tight);
2333         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2334         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2335                 __isl_take isl_union_map *umap,
2336                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2337                 int *tight);
2338
2339 The functions taking a map
2340 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2341 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2342 over all elements in the intersection of the range of the map
2343 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2344 as a function of an element in the domain of the map.
2345 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2346 intersection of the set and the domain of the
2347 piecewise quasipolynomial reduction.
2348
2349 =head2 Dependence Analysis
2350
2351 C<isl> contains specialized functionality for performing
2352 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2353 and a collection of possible I<source> access relations,
2354 C<isl> can compute relations that describe
2355 for each iteration of the sink access, which iteration
2356 of which of the source access relations was the last
2357 to access the same data element before the given iteration
2358 of the sink access.
2359 To compute standard flow dependences, the sink should be
2360 a read, while the sources should be writes.
2361 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2362 accesses, then there will be a dependence to the last
2363 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2364 this last I<must> access.
2365 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2366 then memory based dependence analysis is performed.
2367 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2368 then value based dependence analysis is performed.
2369
2370         #include <isl/flow.h>
2371
2372         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2373
2374         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2375                 __isl_take isl_map *sink,
2376                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2377                 int max_source);
2378         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2379                 __isl_take isl_access_info *acc,
2380                 __isl_take isl_map *source, int must,
2381                 void *source_user);
2382         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2383
2384         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2385                 __isl_take isl_access_info *acc);
2386
2387         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2388                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2389                           void *dep_user, void *user),
2390                 void *user);
2391         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
2392                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2393         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2394
2395 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2396 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2397 the input for this function or to read off the output.
2398
2399 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2400 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2401 The arguments to this functions are the sink access relation
2402 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2403 access to the user, a callback function for specifying the
2404 relative order of source and sink accesses, and the number
2405 of source access relations that will be added.
2406 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2407 The function is called with two user supplied tokens identifying
2408 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2409 level and the relative order of the two accesses.
2410 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2411 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2412 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2413 it should return I<2 * n>.
2414 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2415 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2416 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2417 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2418 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2419 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2420 The C<source_user> token is again used to identify
2421 the source access.  The range of the source access relation
2422 C<source> should have the same dimension as the range
2423 of the sink access relation.
2424 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2425 called explicitly, because it is called implicitly by
2426 C<isl_access_info_compute_flow>.
2427
2428 The result of the dependence analysis is collected in an
2429 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
2430 the sink access for which no preceding source access could be
2431 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2432 The sets of these elements can be obtained through
2433 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2434 and the second with C<must> unset.
2435 In the case of standard flow dependence analysis,
2436 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2437 the first set corresponds to the reads from uninitialized
2438 array elements and the second set is empty.
2439 The actual flow dependences can be extracted using
2440 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2441 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2442 a source and the sink.  The callback function is called
2443 with four arguments, the actual flow dependence relation
2444 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2445 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2446 identifying the source and an additional C<void *> with value
2447 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2448 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2449 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2450
2451 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2452 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2453
2454 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2455 by the following function.
2456
2457         #include <isl/flow.h>
2458
2459         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2460                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2461                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2462                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2463                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2464                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2465                 __isl_give isl_union_set **must_no_source,
2466                 __isl_give isl_union_set **may_no_source);
2467
2468 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2469 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2470 of the domains of the accesses and of the schedule.
2471 The relative order of the iteration domains is given by the
2472 schedule.  Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2473 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2474 any of the other arguments is treated as an error.
2475
2476 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2477
2478 The parametric vertex enumeration described in this section
2479 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2480 library.
2481
2482         #include <isl/vertices.h>
2483         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2484                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2485
2486 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2487 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2488 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2489 This information can be queried by either iterating over all
2490 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2491 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2492
2493         int isl_vertices_foreach_vertex(
2494                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2495                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2496                 void *user);
2497
2498         int isl_vertices_foreach_cell(
2499                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2500                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2501                 void *user);
2502         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2503                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2504                 void *user);
2505
2506 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2507 the following.
2508
2509         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2510                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2511         int isl_vertices_get_n_vertices(
2512                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2513         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2514
2515 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2516
2517         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2518         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2519         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2520                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2521         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2522                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2523         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2524
2525 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2526 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2527 of the vertex.
2528 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2529 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2530 and should not be mixed with integer sets.
2531
2532 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2533
2534         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2535         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2536                 __isl_keep isl_cell *cell);
2537         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2538
2539 =head1 Applications
2540
2541 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2542 it also contains some basic applications that use some
2543 of the functionality of C<isl>.
2544 The input may be specified in either the L<isl format>
2545 or the L<PolyLib format>.
2546
2547 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2548
2549 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2550 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2551 The first column in the output is the denominator and is always
2552 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2553 then a vector of length zero is printed.
2554
2555 =head2 C<isl_pip>
2556
2557 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2558 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2559 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2560 of constraints on a parametric polyhedron.
2561 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2562 (but before the final constant column).
2563 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2564 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2565 is just a dump of the internal state.
2566
2567 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2568
2569 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2570 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2571 If an affine objective function
2572 is given, then the constant should appear in the last column.
2573
2574 =head2 C<isl_polytope_scan>
2575
2576 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2577 all integer points in the polytope.
2578
2579 =head1 C<isl-polylib>
2580
2581 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2582 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2583 The library is distributed separately for licensing reasons.
2584
2585         #include <isl_set_polylib.h>
2586         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2587                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2588         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2589                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2590         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2591                 __isl_take isl_dim *dim);
2592         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2593
2594         #include <isl_map_polylib.h>
2595         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2596                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2597         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2598                 __isl_take isl_dim *dim);
2599         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2600                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2601         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);