add isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold
[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 =head1 Installation
50
51 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
52 or from the git repository.  Both are available from
53 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
54 The installation process depends on how you obtained
55 the source.
56
57 =head2 Installation from the git repository
58
59 =over
60
61 =item 1 Clone or update the repository
62
63 The first time the source is obtained, you need to clone
64 the repository.
65
66         git clone git://repo.or.cz/isl.git
67
68 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
69
70         git pull
71
72 =item 2 Generate C<configure>
73
74         ./autogen.sh
75
76 =back
77
78 After performing the above steps, continue
79 with the L<Common installation instructions>.
80
81 =head2 Common installation instructions
82
83 =over
84
85 =item 1 Obtain C<GMP>
86
87 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
88 Your distribution may not provide these header files by default
89 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
90 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
91 source, available from L<http://gmplib.org/>.
92
93 =item 2 Configure
94
95 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
96 To run it, just type
97
98         ./configure
99
100 optionally followed by some configure options.
101 A complete list of options can be obtained by running
102
103         ./configure --help
104
105 Below we discuss some of the more common options.
106
107 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
108 C<piplib> functionality is currently used by default.
109 The C<--with-piplib> option can
110 be used to specify which C<piplib>
111 library to use, either an installed version (C<system>),
112 an externally built version (C<build>)
113 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
114 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
115 and C<piplib>.
116
117 =over
118
119 =item C<--prefix>
120
121 Installation prefix for C<isl>
122
123 =item C<--with-gmp-prefix>
124
125 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
126
127 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
128
129 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
130
131 =item C<--with-piplib>
132
133 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
134
135 =item C<--with-piplib-prefix>
136
137 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
138
139 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
140
141 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
142
143 =item C<--with-piplib-builddir>
144
145 Location where C<build> C<piplib> was built.
146
147 =back
148
149 =item 3 Compile
150
151         make
152
153 =item 4 Install (optional)
154
155         make install
156
157 =back
158
159 =head1 Library
160
161 =head2 Initialization
162
163 All manipulations of integer sets and relations occur within
164 the context of an C<isl_ctx>.
165 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
166 All arguments of a function are required to have been allocated
167 within the same context.
168 There are currently no functions available for moving an object
169 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
170 there is currently no way of safely moving an object from one
171 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
172
173 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
174 freed using C<isl_ctx_free>.
175 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
176 before the C<isl_ctx> itself is freed.
177
178         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
179         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
180
181 =head2 Integers
182
183 All operations on integers, mainly the coefficients
184 of the constraints describing the sets and relations,
185 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
186 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
187 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
188 are wrapped inside C<isl> specific macros.
189 The basic type is C<isl_int> and the following operations
190 are available on this type.
191 The meanings of these operations are essentially the same
192 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
193 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
194 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
195 and they need to be released with C<isl_int_clear>
196 after the last use.
197
198 =over
199
200 =item isl_int_init(i)
201
202 =item isl_int_clear(i)
203
204 =item isl_int_set(r,i)
205
206 =item isl_int_set_si(r,i)
207
208 =item isl_int_abs(r,i)
209
210 =item isl_int_neg(r,i)
211
212 =item isl_int_swap(i,j)
213
214 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
215
216 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
217
218 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
219
220 =item isl_int_add(r,i,j)
221
222 =item isl_int_sub(r,i,j)
223
224 =item isl_int_mul(r,i,j)
225
226 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
227
228 =item isl_int_addmul(r,i,j)
229
230 =item isl_int_submul(r,i,j)
231
232 =item isl_int_gcd(r,i,j)
233
234 =item isl_int_lcm(r,i,j)
235
236 =item isl_int_divexact(r,i,j)
237
238 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
239
240 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
241
242 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
243
244 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
245
246 =item isl_int_read(r,s)
247
248 =item isl_int_print(out,i,width)
249
250 =item isl_int_sgn(i)
251
252 =item isl_int_cmp(i,j)
253
254 =item isl_int_cmp_si(i,si)
255
256 =item isl_int_eq(i,j)
257
258 =item isl_int_ne(i,j)
259
260 =item isl_int_lt(i,j)
261
262 =item isl_int_le(i,j)
263
264 =item isl_int_gt(i,j)
265
266 =item isl_int_ge(i,j)
267
268 =item isl_int_abs_eq(i,j)
269
270 =item isl_int_abs_ne(i,j)
271
272 =item isl_int_abs_lt(i,j)
273
274 =item isl_int_abs_gt(i,j)
275
276 =item isl_int_abs_ge(i,j)
277
278 =item isl_int_is_zero(i)
279
280 =item isl_int_is_one(i)
281
282 =item isl_int_is_negone(i)
283
284 =item isl_int_is_pos(i)
285
286 =item isl_int_is_neg(i)
287
288 =item isl_int_is_nonpos(i)
289
290 =item isl_int_is_nonneg(i)
291
292 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
293
294 =back
295
296 =head2 Sets and Relations
297
298 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
299 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
300 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
301 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
302 can be described as a conjunction of affine constraints, while
303 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
304 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
305 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
306 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
307 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
308 where dimensions with different space names
309 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
310 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
311 one set of variables, while relations have two sets of variables,
312 input variables and output variables.
313
314 =head2 Memory Management
315
316 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
317 several substeps and since the user is usually not interested in
318 the intermediate results, most functions that return a new object
319 will also release all the objects passed as arguments.
320 If the user still wants to use one or more of these arguments
321 after the function call, she should pass along a copy of the
322 object rather than the object itself.
323 The user is then responsible for make sure that the original
324 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
325
326 The arguments and return values of all documents functions are
327 annotated to make clear which arguments are released and which
328 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
329 are used
330
331 =over
332
333 =item C<__isl_give>
334
335 C<__isl_give> means that a new object is returned.
336 The user should make sure that the returned pointer is
337 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
338 In between, it can be used as a value for as many
339 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
340 There is one exception, and that is the case where the
341 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
342 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
343
344 =item C<__isl_take>
345
346 C<__isl_take> means that the object the argument points to
347 is taken over by the function and may no longer be used
348 by the user as an argument to any other function.
349 The pointer value must be one returned by a function
350 returning an C<__isl_give> pointer.
351 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
352 be treated as an error in the sense that the function will
353 not perform its usual operation.  However, it will still
354 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
355 are released.
356
357 =item C<__isl_keep>
358
359 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
360 temporarily.  After the function has finished, the user
361 can still use it as an argument to other functions.
362 A C<NULL> value will be treated in the same way as
363 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
364
365 =back
366
367 =head2 Dimension Specifications
368
369 Whenever a new set or relation is created from scratch,
370 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
371
372         #include <isl_dim.h>
373         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
374                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
375         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
376                 unsigned nparam, unsigned dim);
377         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
378         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
379         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
380                 enum isl_dim_type type);
381
382 The dimension specification used for creating a set
383 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
384 that for creating a relation
385 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
386 C<isl_dim_size> can be used
387 to find out the number of dimensions of each type in
388 a dimension specification, where type may be
389 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
390 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
391 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
392
393 It is often useful to create objects that live in the
394 same space as some other object.  This can be accomplished
395 by creating the new objects
396 (see L<Creating New Sets and Relations> or
397 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
398 specification of the original object.
399
400         #include <isl_set.h>
401         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
402                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
403         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
404
405         #include <isl_union_set.h>
406         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
407                 __isl_keep isl_union_set *uset);
408
409         #include <isl_map.h>
410         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
411                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
412         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
413
414         #include <isl_union_map.h>
415         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
416                 __isl_keep isl_union_map *umap);
417
418         #include <isl_polynomial.h>
419         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
420                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
421         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
422                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
423         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
424                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
425         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
426                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
427
428 The names of the individual dimensions may be set or read off
429 using the following functions.
430
431         #include <isl_dim.h>
432         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
433                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
434                                  __isl_keep const char *name);
435         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
436                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
437
438 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
439 data structure, so the result can only be used while the
440 corresponding C<isl_dim> is alive.
441 Also note that every function that operates on two sets or relations
442 requires that both arguments have the same parameters.  This also
443 means that if one of the arguments has named parameters, then the
444 other needs to have named parameters too and the names need to match.
445
446 The names of entire spaces may be set or read off
447 using the following functions.
448
449         #include <isl_dim.h>
450         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
451                 __isl_take isl_dim *dim,
452                 enum isl_dim_type type, const char *s);
453         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
454                 enum isl_dim_type type);
455
456 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
457 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
458 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
459 data structure.
460 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
461 to have the same name.
462
463 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
464 the domain or range of a relation can be a nested relation.
465 The following functions can be used to construct and deconstruct
466 such nested dimension specifications.
467
468         #include <isl_dim.h>
469         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
470         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
471         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
472
473 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
474 be the dimension specification of a set, while that of
475 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
476 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
477 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
478 of a set.
479
480 =head2 Input and Output
481
482 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
483 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
484 in some cases.
485
486 =head3 C<isl> format
487
488 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
489 syntax for describing the parameters and allows for the definition
490 of an existentially quantified variable as the integer division
491 of an affine expression.
492 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
493 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
494
495         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
496                                 i - 10 a <= 6) }
497
498 A set or relation can have several disjuncts, separated
499 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
500 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
501 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
502 C<and>.
503
504 =head3 C<PolyLib> format
505
506 If the represented set is a union, then the first line
507 contains a single number representing the number of disjuncts.
508 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
509
510 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
511 The first line contains two numbers representing
512 the number of rows and columns,
513 where the number of rows is equal to the number of constraints
514 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
515 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
516 In each row, the first column indicates whether the constraint
517 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
518 corresponds to the constant term.
519
520 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
521 appear in the last columns before the constant column.
522 The coefficients of any existentially quantified variables appear
523 between those of the set variables and those of the parameters.
524
525 =head3 Input
526
527         #include <isl_set.h>
528         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
529                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
530         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
531                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
532         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
533                 FILE *input, int nparam);
534         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
535                 const char *str, int nparam);
536
537         #include <isl_map.h>
538         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
539                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
540         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
541                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
542         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
543                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
544         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
545                 const char *str, int nparam);
546
547 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
548 or the C<isl> format.
549 C<nparam> specifies how many of the final columns in
550 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
551 If input is given in the C<isl> format, then the number
552 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
553 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
554 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
555 are assumed in the C<PolyLib> format.
556
557 =head3 Output
558
559 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
560 be created.
561
562         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
563                 FILE *file);
564         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
565         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
566         __isl_give char *isl_printer_get_str(
567                 __isl_keep isl_printer *printer);
568
569 The behavior of the printer can be modified in various ways
570
571         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
572                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
573         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
574                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
575         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
576                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
577         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
578                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
579
580 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>
581 or C<ISL_FORMAT_POLYLIB> and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
582 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
583 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
584 In the C<PolyLib> format output,
585 the coefficients of the existentially quantified variables
586 appear between those of the set variables and those
587 of the parameters.
588
589 To actually print something, use
590
591         #include <isl_set.h>
592         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
593                 __isl_take isl_printer *printer,
594                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
595         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
596                 __isl_take isl_printer *printer,
597                 __isl_keep isl_set *set);
598
599         #include <isl_map.h>
600         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
601                 __isl_take isl_printer *printer,
602                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
603         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
604                 __isl_take isl_printer *printer,
605                 __isl_keep isl_map *map);
606
607         #include <isl_union_set.h>
608         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
609                 __isl_take isl_printer *p,
610                 __isl_keep isl_union_set *uset);
611
612         #include <isl_union_map.h>
613         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
614                 __isl_take isl_printer *p,
615                 __isl_keep isl_union_map *umap);
616
617 When called on a file printer, the following function flushes
618 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
619
620         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
621                 __isl_take isl_printer *p);
622
623 =head2 Creating New Sets and Relations
624
625 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
626
627 =over
628
629 =item * Empty sets and relations
630
631         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
632                 __isl_take isl_dim *dim);
633         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
634                 __isl_take isl_dim *dim);
635         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
636                 __isl_take isl_dim *dim);
637         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
638                 __isl_take isl_dim *dim);
639         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
640                 __isl_take isl_dim *dim);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
642                 __isl_take isl_dim *dim);
643
644 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
645 is only used to specify the parameters.
646
647 =item * Universe sets and relations
648
649         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
650                 __isl_take isl_dim *dim);
651         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
652                 __isl_take isl_dim *dim);
653         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
654                 __isl_take isl_dim *dim);
655         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
656                 __isl_take isl_dim *dim);
657
658 =item * Identity relations
659
660         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
661                 __isl_take isl_dim *set_dim);
662         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
663                 __isl_take isl_dim *set_dim);
664
665 These functions take a dimension specification for a B<set>
666 and return an identity relation between two such sets.
667
668 =item * Lexicographic order
669
670         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
671                 __isl_take isl_dim *set_dim);
672         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
673                 __isl_take isl_dim *set_dim);
674         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
675                 __isl_take isl_dim *set_dim);
676         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
677                 __isl_take isl_dim *set_dim);
678         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
679                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
680         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
681                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
682         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
683                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
684         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
685                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
686
687 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
688 and return relations that express that the elements in the domain
689 are lexicographically less
690 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
691 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
692 than the elements in the range.
693 The last four functions take a dimension specification for a map
694 and return relations that express that the first C<n> dimensions
695 in the domain are lexicographically less
696 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
697 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
698 than the first C<n> dimensions in the range.
699
700 =back
701
702 A basic set or relation can be converted to a set or relation
703 using the following functions.
704
705         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
706                 __isl_take isl_basic_set *bset);
707         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
708                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
709
710 Sets and relations can be converted to union sets and relations
711 using the following functions.
712
713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
714                 __isl_take isl_map *map);
715         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
716                 __isl_take isl_set *set);
717
718 Sets and relations can be copied and freed again using the following
719 functions.
720
721         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
722                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
723         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
724         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
725                 __isl_keep isl_union_set *uset);
726         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
727                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
728         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
729         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
730                 __isl_keep isl_union_map *umap);
731         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
732         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
733         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
734         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
735         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
736         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
737
738 Other sets and relations can be constructed by starting
739 from a universe set or relation, adding equality and/or
740 inequality constraints and then projecting out the
741 existentially quantified variables, if any.
742 Constraints can be constructed, manipulated and
743 added to basic sets and relations using the following functions.
744
745         #include <isl_constraint.h>
746         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
747                 __isl_take isl_dim *dim);
748         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
749                 __isl_take isl_dim *dim);
750         void isl_constraint_set_constant(
751                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
752         void isl_constraint_set_coefficient(
753                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
754                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
755         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
756                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
757                 __isl_take isl_constraint *constraint);
758         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
759                 __isl_take isl_basic_set *bset,
760                 __isl_take isl_constraint *constraint);
761
762 For example, to create a set containing the even integers
763 between 10 and 42, you would use the following code.
764
765         isl_int v;
766         struct isl_dim *dim;
767         struct isl_constraint *c;
768         struct isl_basic_set *bset;
769
770         isl_int_init(v);
771         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
772         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
773
774         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
775         isl_int_set_si(v, -1);
776         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
777         isl_int_set_si(v, 2);
778         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
779         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
780
781         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
782         isl_int_set_si(v, -10);
783         isl_constraint_set_constant(c, v);
784         isl_int_set_si(v, 1);
785         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
786         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
787
788         c = isl_inequality_alloc(dim);
789         isl_int_set_si(v, 42);
790         isl_constraint_set_constant(c, v);
791         isl_int_set_si(v, -1);
792         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
793         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
794
795         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
796
797         isl_int_clear(v);
798
799 Or, alternatively,
800
801         struct isl_basic_set *bset;
802         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
803                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
804
805 =head2 Inspecting Sets and Relations
806
807 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
808 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
809 explained in the following sections.
810 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
811 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
812 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
813 an explicit representation of the existentially quantified variables.
814
815         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
816                 __isl_take isl_set *set);
817         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
818                 __isl_take isl_map *map);
819         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
820                 __isl_take isl_union_set *uset);
821         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
822                 __isl_take isl_union_map *umap);
823
824 This explicit representation defines the existentially quantified
825 variables as integer divisions of the other variables, possibly
826 including earlier existentially quantified variables.
827 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
828 has a unique value when the values of the other variables are known.
829 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
830 with the same explicit representations, should appear in the
831 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
832 either of the following functions.
833
834         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
835                 __isl_take isl_set *set);
836         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
837                 __isl_take isl_map *map);
838
839 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
840
841         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
842                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
843                 void *user);
844         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
845                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
846                 void *user);
847
848 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
849
850         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
851                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
852                 void *user);
853         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
854                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
855                 void *user);
856
857 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
858 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
859 occurs, the above functions will return -1.
860
861 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
862 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
863 If this is required, then the user should call one of
864 the following functions first.
865
866         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
867                 __isl_take isl_set *set);
868         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
869                 __isl_take isl_map *map);
870
871 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
872
873         #include <isl_constraint.h>
874
875         int isl_basic_map_foreach_constraint(
876                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
877                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
878                 void *user);
879         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
880
881 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
882 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
883 occurs, the above functions will return -1.
884 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
885 Use the following function to find out whether a constraint
886 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
887
888         int isl_constraint_is_equality(
889                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
890
891 The coefficients of the constraints can be inspected using
892 the following functions.
893
894         void isl_constraint_get_constant(
895                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
896         void isl_constraint_get_coefficient(
897                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
898                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
899
900 The explicit representations of the existentially quantified
901 variables can be inspected using the following functions.
902 Note that the user is only allowed to use these functions
903 if the inspected set or map is the result of a call
904 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
905
906         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
907                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
908         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
909                 isl_int *v);
910         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
911                 isl_int *v);
912         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
913                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
914
915 =head2 Properties
916
917 =head3 Unary Properties
918
919 =over
920
921 =item * Emptiness
922
923 The following functions test whether the given set or relation
924 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
925 any computations, but simply check if the given set or relation
926 is already known to be empty.
927
928         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
929         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
930         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
931         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
932         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
933         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
934         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
935         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
936         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
937
938 =item * Universality
939
940         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
941         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
942         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
943
944 =item * Single-valuedness
945
946         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
947
948 =item * Bijectivity
949
950         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
951
952 =item * Wrapping
953
954 The followning functions check whether the domain of the given
955 (basic) set is a wrapped relation.
956
957         int isl_basic_set_is_wrapping(
958                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
959         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
960
961 =back
962
963 =head3 Binary Properties
964
965 =over
966
967 =item * Equality
968
969         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
970                 __isl_keep isl_set *set2);
971         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
972                 __isl_keep isl_set *set2);
973         int isl_basic_map_is_equal(
974                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
975                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
976         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
977                 __isl_keep isl_map *map2);
978         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
979                 __isl_keep isl_map *map2);
980         int isl_union_map_is_equal(
981                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
982                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
983
984 =item * Disjointness
985
986         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
987                 __isl_keep isl_set *set2);
988
989 =item * Subset
990
991         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
992                 __isl_keep isl_set *set2);
993         int isl_set_is_strict_subset(
994                 __isl_keep isl_set *set1,
995                 __isl_keep isl_set *set2);
996         int isl_basic_map_is_subset(
997                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
998                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
999         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1000                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1001                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1002         int isl_map_is_subset(
1003                 __isl_keep isl_map *map1,
1004                 __isl_keep isl_map *map2);
1005         int isl_map_is_strict_subset(
1006                 __isl_keep isl_map *map1,
1007                 __isl_keep isl_map *map2);
1008         int isl_union_map_is_subset(
1009                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1010                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1011         int isl_union_map_is_strict_subset(
1012                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1013                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1014
1015 =back
1016
1017 =head2 Unary Operations
1018
1019 =over
1020
1021 =item * Complement
1022
1023         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1024                 __isl_take isl_set *set);
1025
1026 =item * Inverse map
1027
1028         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1029                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1030         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1031                 __isl_take isl_map *map);
1032         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1033                 __isl_take isl_union_map *umap);
1034
1035 =item * Projection
1036
1037         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1038                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1039                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1040         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1041                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1042                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1043         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1044                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1045         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1046                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1047         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1048                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1049         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1050                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1051         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1052                 __isl_take isl_map *bmap);
1053         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1054                 __isl_take isl_map *map);
1055         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1056                 __isl_take isl_union_map *umap);
1057         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1058                 __isl_take isl_union_map *umap);
1059
1060 =item * Deltas
1061
1062         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1063                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1064         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1065         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1066                 __isl_take isl_union_map *umap);
1067
1068 These functions return a (basic) set containing the differences
1069 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1070
1071 =item * Coalescing
1072
1073 Simplify the representation of a set or relation by trying
1074 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1075 basic set or relation.
1076
1077         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1078         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1079         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1080                 __isl_take isl_union_set *uset);
1081         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1082                 __isl_take isl_union_map *umap);
1083
1084 =item * Convex hull
1085
1086         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1087                 __isl_take isl_set *set);
1088         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1089                 __isl_take isl_map *map);
1090
1091 If the input set or relation has any existentially quantified
1092 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1093
1094 =item * Simple hull
1095
1096         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1097                 __isl_take isl_set *set);
1098         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1099                 __isl_take isl_map *map);
1100
1101 These functions compute a single basic set or relation
1102 that contains the whole input set or relation.
1103 In particular, the output is described by translates
1104 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1105
1106 =begin latex
1107
1108 (See \autoref{s:simple hull}.)
1109
1110 =end latex
1111
1112 =item * Affine hull
1113
1114         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1115                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1116         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1117                 __isl_take isl_set *set);
1118         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1119                 __isl_take isl_union_set *uset);
1120         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1121                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1122         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1123                 __isl_take isl_map *map);
1124         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1125                 __isl_take isl_union_map *umap);
1126
1127 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1128 per space.
1129
1130 =item * Power
1131
1132         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1133                 unsigned param, int *exact);
1134
1135 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1136 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1137 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1138 then C<*exact> is set to C<1>.
1139 The current implementation only produces exact results for particular
1140 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1141
1142 =item * Transitive closure
1143
1144         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1145                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1146         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1147                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1148
1149 Compute the transitive closure of C<map>.
1150 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1151 then C<*exact> is set to C<1>.
1152 The current implementation only produces exact results for particular
1153 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1154
1155 =item * Reaching path lengths
1156
1157         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1158                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1159
1160 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1161 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1162 end up in the given element.
1163 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1164 then C<*exact> is set to C<1>.
1165 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1166 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1167 In particular, if the input relation is a dependence relation
1168 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1169 to the free schedule.
1170 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1171 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1172 the overapproximation), then you will get an error message.
1173
1174 =item * Wrapping
1175
1176         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1177                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1178         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1179                 __isl_take isl_map *map);
1180         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1181                 __isl_take isl_union_map *umap);
1182         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1183                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1184         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1185                 __isl_take isl_set *set);
1186         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1187                 __isl_take isl_union_set *uset);
1188
1189 =back
1190
1191 =head2 Binary Operations
1192
1193 The two arguments of a binary operation not only need to live
1194 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1195 the same (number of) parameters.
1196
1197 =head3 Basic Operations
1198
1199 =over
1200
1201 =item * Intersection
1202
1203         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1204                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1205                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1206         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1207                 __isl_take isl_set *set1,
1208                 __isl_take isl_set *set2);
1209         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1210                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1211                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1212         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1213                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1214                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1215         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1216                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1217                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1218         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1219                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1220                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1221         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1222                 __isl_take isl_map *map,
1223                 __isl_take isl_set *set);
1224         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1225                 __isl_take isl_map *map,
1226                 __isl_take isl_set *set);
1227         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1228                 __isl_take isl_map *map1,
1229                 __isl_take isl_map *map2);
1230         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1231                 __isl_take isl_union_map *umap,
1232                 __isl_take isl_union_set *uset);
1233         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1234                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1235                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1236
1237 =item * Union
1238
1239         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1240                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1241                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1242         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1243                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1244                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1245         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1246                 __isl_take isl_set *set1,
1247                 __isl_take isl_set *set2);
1248         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1249                 __isl_take isl_map *map1,
1250                 __isl_take isl_map *map2);
1251         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1252                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1253                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1254         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1255                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1256                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1257
1258 =item * Set difference
1259
1260         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1261                 __isl_take isl_set *set1,
1262                 __isl_take isl_set *set2);
1263         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1264                 __isl_take isl_map *map1,
1265                 __isl_take isl_map *map2);
1266         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1267                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1268                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1269         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1270                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1271                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1272
1273 =item * Application
1274
1275         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1276                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1277                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1278         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1279                 __isl_take isl_set *set,
1280                 __isl_take isl_map *map);
1281         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1282                 __isl_take isl_union_set *uset,
1283                 __isl_take isl_union_map *umap);
1284         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1285                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1286                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1287         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1288                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1289                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1290         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1291                 __isl_take isl_map *map1,
1292                 __isl_take isl_map *map2);
1293         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1294                 __isl_take isl_map *map1,
1295                 __isl_take isl_map *map2);
1296         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1297                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1298                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1299
1300 =item * Simplification
1301
1302         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1303                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1304                 __isl_take isl_basic_set *context);
1305         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1306                 __isl_take isl_set *context);
1307         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1308                 __isl_take isl_union_set *uset,
1309                 __isl_take isl_union_set *context);
1310         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1311                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1312                 __isl_take isl_basic_map *context);
1313         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1314                 __isl_take isl_map *context);
1315         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1316                 __isl_take isl_union_map *umap,
1317                 __isl_take isl_union_map *context);
1318
1319 The gist operation returns a set or relation that has the
1320 same intersection with the context as the input set or relation.
1321 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1322 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1323 are removed.
1324 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1325 per space.
1326
1327 =back
1328
1329 =head3 Lexicographic Optimization
1330
1331 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1332 the following functions
1333 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1334 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1335 that satisfy C<dom>.
1336 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1337 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1338 has no elements.
1339 In other words, the union of the parameter values
1340 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1341 is equal to C<dom>.
1342
1343         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1344                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1345                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1346                 __isl_give isl_set **empty);
1347         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1348                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1349                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1350                 __isl_give isl_set **empty);
1351         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1352                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1353                 __isl_give isl_set **empty);
1354         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1355                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1356                 __isl_give isl_set **empty);
1357
1358 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1359 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1360 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1361 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1362
1363         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1364                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1365         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1366                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1367         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1368                 __isl_take isl_set *set);
1369         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1370                 __isl_take isl_set *set);
1371         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1372                 __isl_take isl_union_set *uset);
1373         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1374                 __isl_take isl_union_set *uset);
1375
1376 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1377 the following functions
1378 compute a relation that maps each element of C<dom>
1379 to the single lexicographic minimum or maximum
1380 of the elements that are associated to that same
1381 element in C<map> (or C<bmap>).
1382 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1383 that contains the elements in C<dom> that do not map
1384 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1385 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1386 is equal to C<dom>.
1387
1388         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1389                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1390                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1391                 __isl_give isl_set **empty);
1392         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1393                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1394                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1395                 __isl_give isl_set **empty);
1396         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1397                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1398                 __isl_give isl_set **empty);
1399         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1400                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1401                 __isl_give isl_set **empty);
1402
1403 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1404 return a map mapping each element in the domain of
1405 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1406 of all elements associated to that element.
1407 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1408
1409         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1410                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1411         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1412                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1413         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1414                 __isl_take isl_map *map);
1415         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1416                 __isl_take isl_map *map);
1417         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1418                 __isl_take isl_union_map *umap);
1419         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1420                 __isl_take isl_union_map *umap);
1421
1422 =head2 Points
1423
1424 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1425 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1426 individual elements of a set.
1427 The zero point (the origin) can be created using
1428
1429         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1430
1431 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1432 using
1433
1434         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1435                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1436         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1437                 __isl_take isl_point *pnt,
1438                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1439
1440         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1441                 __isl_take isl_point *pnt,
1442                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1443         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1444                 __isl_take isl_point *pnt,
1445                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1446
1447 Points can be copied or freed using
1448
1449         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1450                 __isl_keep isl_point *pnt);
1451         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1452
1453 A singleton set can be created from a point using
1454
1455         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1456                 __isl_take isl_point *pnt);
1457
1458 and a box can be created from two opposite extremal points using
1459
1460         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1461                 __isl_take isl_point *pnt1,
1462                 __isl_take isl_point *pnt2);
1463
1464 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1465 the following functions.
1466
1467         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1468                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1469                 void *user);
1470         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1471                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1472                 void *user);
1473
1474 The function C<fn> is called for each integer point in
1475 C<set> with as second argument the last argument of
1476 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1477 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1478 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1479 enumerating and return C<-1> as well.
1480 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1481 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1482
1483 To obtain a single point of a set, use
1484
1485         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1486                 __isl_take isl_set *set);
1487
1488 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1489 resulting point will be ``void'', a property that can be
1490 tested using
1491
1492         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1493
1494 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1495
1496 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1497 a parametric point to a rational value.
1498 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1499 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1500 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1501 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1502 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1503 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1504 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1505 the value is assumed to be zero.
1506 For example, the piecewise quasipolynomial
1507
1508         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1509
1510 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1511 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1512 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1513 defined over different domains.
1514 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1515 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1516 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1517 the number of points in the map
1518
1519         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1520
1521 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1522
1523 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1524 using the following functions.
1525
1526         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1527                 __isl_take isl_printer *p,
1528                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1529
1530         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1531                 __isl_take isl_printer *p,
1532                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1533
1534         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1535                 __isl_take isl_printer *p,
1536                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1537
1538 The output format of the printer
1539 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1540 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1541 is supported.
1542
1543 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1544
1545 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1546 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1547 operations such as addition and multiplication
1548 on the resulting quasipolynomials
1549
1550         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1551                 __isl_take isl_dim *dim);
1552         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1553                 __isl_take isl_dim *dim);
1554         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1555                 __isl_take isl_dim *dim);
1556         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1557                 __isl_take isl_dim *dim);
1558         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1559                 __isl_take isl_dim *dim,
1560                 const isl_int n, const isl_int d);
1561         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1562                 __isl_take isl_div *div);
1563         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1564                 __isl_take isl_dim *dim,
1565                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1566
1567 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1568 with a single cell can be created using the following functions.
1569 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1570 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1571
1572         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1573                 __isl_take isl_dim *dim);
1574         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1575                 __isl_take isl_set *set,
1576                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1577
1578         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1579                 __isl_take isl_dim *dim);
1580         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1581                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1582         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1583                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1584                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1585
1586 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1587 functions.
1588
1589         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1590                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1591         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1592
1593         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1594                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1595         void isl_pw_qpolynomial_free(
1596                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1597
1598         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1599                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1600         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1601                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1602
1603 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1604
1605 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1606 piecewise quasipolynomial, use the following function
1607
1608         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1609                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1610                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1611                 void *user);
1612
1613 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1614 use either of the following two functions
1615
1616         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1617                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1618                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1619                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1620                           void *user), void *user);
1621         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1622                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1623                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1624                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1625                           void *user), void *user);
1626
1627 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1628 and C<-1> on failure.  The difference between
1629 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1630 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1631 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1632 compute unique representations for all existentially quantified
1633 variables and then turn these existentially quantified variables
1634 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1635 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1636 will not have any existentially quantified variables, but that
1637 the dimensions of the sets may be different for different
1638 invocations of C<fn>.
1639
1640 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1641 use
1642
1643         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1644                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1645                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1646                           void *user), void *user);
1647
1648 The terms themselves can be inspected and freed using
1649 these functions
1650
1651         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1652                 enum isl_dim_type type);
1653         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1654                 isl_int *n);
1655         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1656                 isl_int *d);
1657         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1658                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1659         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1660                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1661         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1662
1663 Each term is a product of parameters, set variables and
1664 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
1665 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
1666 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
1667 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
1668 using C<isl_int_init> before calling these functions.
1669
1670 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
1671
1672 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
1673 use the following function.
1674
1675         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1676                 isl_int *n, isl_int *d);
1677
1678 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
1679 then the numerator and denominator of the constant
1680 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
1681
1682 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
1683
1684         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
1685                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1686         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
1687                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1688                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1689         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
1690                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1691                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1692         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
1693                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1694                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1695
1696         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
1697                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1698                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1699         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
1700                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1701                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1702         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
1703                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1704                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1705         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
1706                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1707         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
1708                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1709                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1710
1711         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
1712                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1713                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1714         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
1715                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1716                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1717         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
1718                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1719                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1720
1721         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
1722                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1723                 __isl_take isl_point *pnt);
1724
1725         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
1726                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1727                 __isl_take isl_point *pnt);
1728
1729         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
1730                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1731         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1732                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
1733                 __isl_take isl_set *set);
1734
1735         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
1736                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1737         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1738                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
1739                 __isl_take isl_union_set *uset);
1740
1741         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
1742                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1743
1744         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
1745                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1746                 __isl_take isl_set *context);
1747
1748         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
1749                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1750                 __isl_take isl_union_set *context);
1751
1752 The gist operation applies the gist operation to each of
1753 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
1754 In future, the operation will also exploit the context
1755 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
1756
1757 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
1758
1759 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
1760 reduction (or fold) of quasipolynomials.
1761 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
1762 The objects are mainly used to represent the result of
1763 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
1764 i.e., as the result of the following function.
1765
1766         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
1767                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1768                 enum isl_fold type, int *tight);
1769
1770         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
1771                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1772                 enum isl_fold type, int *tight);
1773
1774 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
1775 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
1776 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
1777 of the parameters there is at least
1778 one element in the domain that reaches the bound.
1779 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
1780 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
1781 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
1782 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
1783 wrapped relation becomes the domain of the result.
1784
1785 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
1786 following functions.
1787
1788         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
1789                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
1790         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
1791                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1792         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
1793                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1794         void isl_qpolynomial_fold_free(
1795                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
1796         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
1797                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1798         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
1799                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1800
1801 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
1802
1803 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
1804 using the following function.
1805
1806         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
1807                 __isl_take isl_printer *p,
1808                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1809         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
1810                 __isl_take isl_printer *p,
1811                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1812
1813 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
1814 output format of the printer
1815 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1816 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
1817 output format of the printer
1818 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL>.
1819
1820 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
1821
1822 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
1823 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
1824
1825         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
1826                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1827                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1828                             void *user), void *user);
1829
1830 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
1831 use either of the following two functions
1832
1833         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
1834                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1835                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1836                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
1837                           void *user), void *user);
1838         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
1839                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1840                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1841                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
1842                           void *user), void *user);
1843
1844 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
1845 of the difference between these two functions.
1846
1847 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
1848
1849         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
1850                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
1851                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
1852                           void *user), void *user);
1853
1854 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
1855
1856         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
1857                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
1858                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
1859
1860         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
1861                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
1862                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
1863
1864         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
1865                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1866                 __isl_take isl_point *pnt);
1867
1868         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
1869                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1870                 __isl_take isl_point *pnt);
1871
1872         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
1873                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1874         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
1875                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1876                 __isl_take isl_union_set *uset);
1877
1878         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
1879                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1880
1881         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
1882                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1883
1884         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
1885                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1886                 __isl_take isl_set *context);
1887
1888         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
1889                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1890                 __isl_take isl_union_set *context);
1891
1892 The gist operation applies the gist operation to each of
1893 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
1894 In future, the operation will also exploit the context
1895 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
1896
1897         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
1898         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
1899                 __isl_take isl_map *map,
1900                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1901                 int *tight);
1902         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
1903         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
1904                 __isl_take isl_union_map *umap,
1905                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1906                 int *tight);
1907
1908 These functions
1909 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
1910 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
1911 over all elements in the intersection of the range of the map
1912 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
1913 as a function of an element in the domain of the map.
1914
1915 =head2 Dependence Analysis
1916
1917 C<isl> contains specialized functionality for performing
1918 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
1919 and a collection of possible I<source> access relations,
1920 C<isl> can compute relations that describe
1921 for each iteration of the sink access, which iteration
1922 of which of the source access relations was the last
1923 to access the same data element before the given iteration
1924 of the sink access.
1925 To compute standard flow dependences, the sink should be
1926 a read, while the sources should be writes.
1927 If any of the source accesses are marked as being I<may>
1928 accesses, then there will be a dependence to the last
1929 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
1930 this last I<must> access.
1931 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
1932 then memory based dependence analysis is performed.
1933 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
1934 then value based dependence analysis is performed.
1935
1936         #include <isl_flow.h>
1937
1938         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
1939                 __isl_take isl_map *sink,
1940                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
1941                 int max_source);
1942         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
1943                 __isl_take isl_access_info *acc,
1944                 __isl_take isl_map *source, int must,
1945                 void *source_user);
1946
1947         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
1948                 __isl_take isl_access_info *acc);
1949
1950         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
1951                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
1952                           void *dep_user, void *user),
1953                 void *user);
1954         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
1955                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
1956         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
1957
1958 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
1959 dependence analysis.  The other functions are used to construct
1960 the input for this function or to read off the output.
1961
1962 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
1963 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
1964 The arguments to this functions are the sink access relation
1965 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
1966 access to the user, a callback function for specifying the
1967 relative order of source and sink accesses, and the number
1968 of source access relations that will be added.
1969 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
1970 The function is called with two user supplied tokens identifying
1971 either a source or the sink and it should return the shared nesting
1972 level and the relative order of the two accesses.
1973 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
1974 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
1975 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
1976 it should return I<2 * n>.
1977 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
1978 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
1979 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
1980 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
1981 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
1982 of the relation accesses I<all> elements in its image.
1983 The C<source_user> token is again used to identify
1984 the source access.  The range of the source access relation
1985 C<source> should have the same dimension as the range
1986 of the sink access relation.
1987
1988 The result of the dependence analysis is collected in an
1989 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
1990 the sink access for which no preceding source access could be
1991 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
1992 The sets of these elements can be obtained through
1993 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
1994 and the second with C<must> unset.
1995 In the case of standard flow dependence analysis,
1996 with the sink a read and the sources I<must> writes,
1997 the first set corresponds to the reads from uninitialized
1998 array elements and the second set is empty.
1999 The actual flow dependences can be extracted using
2000 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2001 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2002 a source and the sink.  The callback function is called
2003 with four arguments, the actual flow dependence relation
2004 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2005 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2006 identifying the source and an additional C<void *> with value
2007 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2008 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2009 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2010
2011 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2012 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2013
2014 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2015
2016 The parametric vertex enumeration described in this section
2017 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2018 library.
2019
2020         #include <isl_vertices.h>
2021         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2022                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2023
2024 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2025 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2026 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2027 This information can be queried by either iterating over all
2028 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2029 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2030
2031         int isl_vertices_foreach_vertex(
2032                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2033                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2034                 void *user);
2035
2036         int isl_vertices_foreach_cell(
2037                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2038                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2039                 void *user);
2040         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2041                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2042                 void *user);
2043
2044 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2045 the following.
2046
2047         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2048                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2049         int isl_vertices_get_n_vertices(
2050                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2051         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2052
2053 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2054
2055         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2056         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2057         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2058                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2059         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2060                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2061         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2062
2063 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2064 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2065 of the vertex.
2066 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2067 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2068 and should not be mixed with integer sets.
2069
2070 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2071
2072         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2073         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2074                 __isl_keep isl_cell *cell);
2075         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2076
2077 =head1 Applications
2078
2079 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2080 it also contains some basic applications that use some
2081 of the functionality of C<isl>.
2082 The input may be specified in either the L<isl format>
2083 or the L<PolyLib format>.
2084
2085 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2086
2087 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2088 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2089 The first column in the output is the denominator and is always
2090 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2091 then a vector of length zero is printed.
2092
2093 =head2 C<isl_pip>
2094
2095 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2096 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2097 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2098 of constraints on a parametric polyhedron.
2099 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2100 (but before the final constant column).
2101 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2102 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2103 is just a dump of the internal state.
2104
2105 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2106
2107 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2108 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2109 If an affine objective function
2110 is given, then the constant should appear in the last column.
2111
2112 =head2 C<isl_polytope_scan>
2113
2114 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2115 all integer points in the polytope.
2116
2117 =head1 C<isl-polylib>
2118
2119 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2120 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2121 The library is distributed separately for licensing reasons.
2122
2123         #include <isl_set_polylib.h>
2124         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2125                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2126         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2127                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2128         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2129                 __isl_take isl_dim *dim);
2130         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2131
2132         #include <isl_map_polylib.h>
2133         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2134                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2135         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2136                 __isl_take isl_dim *dim);
2137         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2138                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2139         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);