add isl_*_has_dim_id
[platform/upstream/isl.git] / doc / user.pod
1 =head1 Introduction
2
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
12
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
22
23 =head2 Backward Incompatible Changes
24
25 =head3 Changes since isl-0.02
26
27 =over
28
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
31
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
35
36 =back
37
38 =head3 Changes since isl-0.03
39
40 =over
41
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
46
47 =back
48
49 =head3 Changes since isl-0.04
50
51 =over
52
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
55
56 =back
57
58 =head3 Changes since isl-0.05
59
60 =over
61
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
64
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
69
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
75
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
79
80 =back
81
82 =head3 Changes since isl-0.06
83
84 =over
85
86 =item * The format of C<isl_printer_print_qpolynomial>'s
87 C<ISL_FORMAT_ISL> output has changed.
88 Use C<ISL_FORMAT_C> to obtain the old output.
89
90 =item * The C<*_fast_*> functions have been renamed to C<*_plain_*>.
91 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
92 but they will be removed in the future.
93
94 =back
95
96 =head3 Changes since isl-0.07
97
98 =over
99
100 =item * The function C<isl_pw_aff_max> has been renamed to
101 C<isl_pw_aff_union_max>.
102
103 =back
104
105 =head1 Installation
106
107 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
108 or from the git repository.  Both are available from
109 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
110 The installation process depends on how you obtained
111 the source.
112
113 =head2 Installation from the git repository
114
115 =over
116
117 =item 1 Clone or update the repository
118
119 The first time the source is obtained, you need to clone
120 the repository.
121
122         git clone git://repo.or.cz/isl.git
123
124 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
125
126         git pull
127
128 =item 2 Generate C<configure>
129
130         ./autogen.sh
131
132 =back
133
134 After performing the above steps, continue
135 with the L<Common installation instructions>.
136
137 =head2 Common installation instructions
138
139 =over
140
141 =item 1 Obtain C<GMP>
142
143 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
144 Your distribution may not provide these header files by default
145 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
146 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
147 source, available from L<http://gmplib.org/>.
148
149 =item 2 Configure
150
151 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
152 To run it, just type
153
154         ./configure
155
156 optionally followed by some configure options.
157 A complete list of options can be obtained by running
158
159         ./configure --help
160
161 Below we discuss some of the more common options.
162
163 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
164 C<piplib> functionality is currently used by default.
165 The C<--with-piplib> option can
166 be used to specify which C<piplib>
167 library to use, either an installed version (C<system>),
168 an externally built version (C<build>)
169 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
170 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
171 and C<piplib>.
172
173 =over
174
175 =item C<--prefix>
176
177 Installation prefix for C<isl>
178
179 =item C<--with-gmp-prefix>
180
181 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
182
183 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
184
185 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
186
187 =item C<--with-piplib>
188
189 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
190
191 =item C<--with-piplib-prefix>
192
193 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
194
195 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
196
197 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
198
199 =item C<--with-piplib-builddir>
200
201 Location where C<build> C<piplib> was built.
202
203 =back
204
205 =item 3 Compile
206
207         make
208
209 =item 4 Install (optional)
210
211         make install
212
213 =back
214
215 =head1 Library
216
217 =head2 Initialization
218
219 All manipulations of integer sets and relations occur within
220 the context of an C<isl_ctx>.
221 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
222 All arguments of a function are required to have been allocated
223 within the same context.
224 There are currently no functions available for moving an object
225 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
226 there is currently no way of safely moving an object from one
227 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
228
229 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
230 freed using C<isl_ctx_free>.
231 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
232 before the C<isl_ctx> itself is freed.
233
234         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
235         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
236
237 =head2 Integers
238
239 All operations on integers, mainly the coefficients
240 of the constraints describing the sets and relations,
241 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
242 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
243 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
244 are wrapped inside C<isl> specific macros.
245 The basic type is C<isl_int> and the operations below
246 are available on this type.
247 The meanings of these operations are essentially the same
248 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
249 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
250 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
251 and they need to be released with C<isl_int_clear>
252 after the last use.
253 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
254 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
255 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
256 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
257
258 =over
259
260 =item isl_int_init(i)
261
262 =item isl_int_clear(i)
263
264 =item isl_int_set(r,i)
265
266 =item isl_int_set_si(r,i)
267
268 =item isl_int_set_gmp(r,g)
269
270 =item isl_int_get_gmp(i,g)
271
272 =item isl_int_abs(r,i)
273
274 =item isl_int_neg(r,i)
275
276 =item isl_int_swap(i,j)
277
278 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
279
280 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
281
282 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
283
284 =item isl_int_add(r,i,j)
285
286 =item isl_int_sub(r,i,j)
287
288 =item isl_int_mul(r,i,j)
289
290 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
291
292 =item isl_int_addmul(r,i,j)
293
294 =item isl_int_submul(r,i,j)
295
296 =item isl_int_gcd(r,i,j)
297
298 =item isl_int_lcm(r,i,j)
299
300 =item isl_int_divexact(r,i,j)
301
302 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
303
304 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
305
306 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
307
308 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
309
310 =item isl_int_read(r,s)
311
312 =item isl_int_print(out,i,width)
313
314 =item isl_int_sgn(i)
315
316 =item isl_int_cmp(i,j)
317
318 =item isl_int_cmp_si(i,si)
319
320 =item isl_int_eq(i,j)
321
322 =item isl_int_ne(i,j)
323
324 =item isl_int_lt(i,j)
325
326 =item isl_int_le(i,j)
327
328 =item isl_int_gt(i,j)
329
330 =item isl_int_ge(i,j)
331
332 =item isl_int_abs_eq(i,j)
333
334 =item isl_int_abs_ne(i,j)
335
336 =item isl_int_abs_lt(i,j)
337
338 =item isl_int_abs_gt(i,j)
339
340 =item isl_int_abs_ge(i,j)
341
342 =item isl_int_is_zero(i)
343
344 =item isl_int_is_one(i)
345
346 =item isl_int_is_negone(i)
347
348 =item isl_int_is_pos(i)
349
350 =item isl_int_is_neg(i)
351
352 =item isl_int_is_nonpos(i)
353
354 =item isl_int_is_nonneg(i)
355
356 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
357
358 =back
359
360 =head2 Sets and Relations
361
362 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
363 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
364 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
365 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
366 can be described as a conjunction of affine constraints, while
367 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
368 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
369 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
370 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
371 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
372 where dimensions with different space names
373 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
374 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
375 one set of variables, while relations have two sets of variables,
376 input variables and output variables.
377
378 =head2 Memory Management
379
380 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
381 several substeps and since the user is usually not interested in
382 the intermediate results, most functions that return a new object
383 will also release all the objects passed as arguments.
384 If the user still wants to use one or more of these arguments
385 after the function call, she should pass along a copy of the
386 object rather than the object itself.
387 The user is then responsible for making sure that the original
388 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
389
390 The arguments and return values of all documented functions are
391 annotated to make clear which arguments are released and which
392 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
393 are used
394
395 =over
396
397 =item C<__isl_give>
398
399 C<__isl_give> means that a new object is returned.
400 The user should make sure that the returned pointer is
401 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
402 In between, it can be used as a value for as many
403 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
404 There is one exception, and that is the case where the
405 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
406 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
407
408 =item C<__isl_take>
409
410 C<__isl_take> means that the object the argument points to
411 is taken over by the function and may no longer be used
412 by the user as an argument to any other function.
413 The pointer value must be one returned by a function
414 returning an C<__isl_give> pointer.
415 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
416 be treated as an error in the sense that the function will
417 not perform its usual operation.  However, it will still
418 make sure that all the other C<__isl_take> arguments
419 are released.
420
421 =item C<__isl_keep>
422
423 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
424 temporarily.  After the function has finished, the user
425 can still use it as an argument to other functions.
426 A C<NULL> value will be treated in the same way as
427 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
428
429 =back
430
431 =head2 Identifiers
432
433 Identifiers are used to identify both individual dimensions
434 and tuples of dimensions.  They consist of a name and an optional
435 pointer.  Identifiers with the same name but different pointer values
436 are considered to be distinct.
437 Identifiers can be constructed, copied, freed, inspected and printed
438 using the following functions.
439
440         #include <isl/id.h>
441         __isl_give isl_id *isl_id_alloc(isl_ctx *ctx,
442                 __isl_keep const char *name, void *user);
443         __isl_give isl_id *isl_id_copy(isl_id *id);
444         void *isl_id_free(__isl_take isl_id *id);
445
446         isl_ctx *isl_id_get_ctx(__isl_keep isl_id *id);
447         void *isl_id_get_user(__isl_keep isl_id *id);
448         __isl_keep const char *isl_id_get_name(__isl_keep isl_id *id);
449
450         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_id(
451                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_id *id);
452
453 Note that C<isl_id_get_name> returns a pointer to some internal
454 data structure, so the result can only be used while the
455 corresponding C<isl_id> is alive.
456
457 =head2 Dimension Specifications
458
459 Whenever a new set or relation is created from scratch,
460 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
461
462         #include <isl/dim.h>
463         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
464                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
465         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
466                 unsigned nparam, unsigned dim);
467         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
468         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
469         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
470                 enum isl_dim_type type);
471
472 The dimension specification used for creating a set
473 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
474 that for creating a relation
475 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
476 C<isl_dim_size> can be used
477 to find out the number of dimensions of each type in
478 a dimension specification, where type may be
479 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
480 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
481 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
482
483 It is often useful to create objects that live in the
484 same space as some other object.  This can be accomplished
485 by creating the new objects
486 (see L<Creating New Sets and Relations> or
487 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
488 specification of the original object.
489
490         #include <isl/set.h>
491         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
492                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
493         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
494
495         #include <isl/union_set.h>
496         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
497                 __isl_keep isl_union_set *uset);
498
499         #include <isl/map.h>
500         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
501                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
502         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
503
504         #include <isl/union_map.h>
505         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
506                 __isl_keep isl_union_map *umap);
507
508         #include <isl/constraint.h>
509         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
510                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
511
512         #include <isl/polynomial.h>
513         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
514                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
515         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_fold_get_dim(
516                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
517         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
518                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
519         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
520                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
521         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
522                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
523
524         #include <isl/aff.h>
525         __isl_give isl_dim *isl_aff_get_dim(
526                 __isl_keep isl_aff *aff);
527         __isl_give isl_dim *isl_pw_aff_get_dim(
528                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
529
530         #include <isl/point.h>
531         __isl_give isl_dim *isl_point_get_dim(
532                 __isl_keep isl_point *pnt);
533
534 The identifiers or names of the individual dimensions may be set or read off
535 using the following functions.
536
537         #include <isl/dim.h>
538         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_dim_id(
539                 __isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
541                 __isl_take isl_id *id);
542         int isl_dim_has_dim_id(__isl_keep isl_dim *dim,
543                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
544         __isl_give isl_id *isl_dim_get_dim_id(
545                 __isl_keep isl_dim *dim,
546                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
548                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
549                                  __isl_keep const char *name);
550         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
551                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
552
553 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
554 data structure, so the result can only be used while the
555 corresponding C<isl_dim> is alive.
556 Also note that every function that operates on two sets or relations
557 requires that both arguments have the same parameters.  This also
558 means that if one of the arguments has named parameters, then the
559 other needs to have named parameters too and the names need to match.
560 Pairs of C<isl_set>, C<isl_map>, C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map>
561 arguments may have different parameters (as long as they are named),
562 in which case the result will have as parameters the union of the parameters of
563 the arguments.
564
565 Given the identifier of a dimension (typically a parameter),
566 its position can be obtained from the following function.
567
568         #include <isl/dim.h>
569         int isl_dim_find_dim_by_id(__isl_keep isl_dim *dim,
570                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
571
572 The identifiers or names of entire spaces may be set or read off
573 using the following functions.
574
575         #include <isl/dim.h>
576         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_id(
577                 __isl_take isl_dim *dim,
578                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
579         __isl_give isl_dim *isl_dim_reset_tuple_id(
580                 __isl_take isl_dim *dim, enum isl_dim_type type);
581         __isl_give isl_id *isl_dim_get_tuple_id(
582                 __isl_keep isl_dim *dim, enum isl_dim_type type);
583         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
584                 __isl_take isl_dim *dim,
585                 enum isl_dim_type type, const char *s);
586         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
587                 enum isl_dim_type type);
588
589 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
590 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
591 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
592 data structure.
593 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
594 to have the same name.
595
596 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
597 the domain or range of a relation can be a nested relation.
598 The following functions can be used to construct and deconstruct
599 such nested dimension specifications.
600
601         #include <isl/dim.h>
602         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
603         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
604         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
605
606 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
607 be the dimension specification of a set, while that of
608 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
609 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
610 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
611 of a set.
612
613 Dimension specifications can be created from other dimension
614 specifications using the following functions.
615
616         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
617         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
618         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
619         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
620         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
621         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
622                 __isl_take isl_dim *right);
623         __isl_give isl_dim *isl_dim_align_params(
624                 __isl_take isl_dim *dim1, __isl_take isl_dim *dim2)
625         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
626                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
627         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
628                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
629         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
630                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
631         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
632                 __isl_take isl_dim *dim);
633         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
634
635 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
636 the name and the internal structure are lost.
637
638 =head2 Local Spaces
639
640 A local space is essentially a dimension specification with
641 zero or more existentially quantified variables.
642 The local space of a basic set or relation can be obtained
643 using the following functions.
644
645         #include <isl/set.h>
646         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
647                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
648
649         #include <isl/map.h>
650         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
651                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
652
653 A new local space can be created from a dimension specification using
654
655         #include <isl/local_space.h>
656         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_dim(
657                 __isl_take isl_dim *dim);
658
659 They can be inspected, copied and freed using the following functions.
660
661         #include <isl/local_space.h>
662         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
663                 __isl_keep isl_local_space *ls);
664         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
665                 enum isl_dim_type type);
666         const char *isl_local_space_get_dim_name(
667                 __isl_keep isl_local_space *ls,
668                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
669         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_name(
670                 __isl_take isl_local_space *ls,
671                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
672         __isl_give isl_dim *isl_local_space_get_dim(
673                 __isl_keep isl_local_space *ls);
674         __isl_give isl_div *isl_local_space_get_div(
675                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
676         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
677                 __isl_keep isl_local_space *ls);
678         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
679
680 Two local spaces can be compared using
681
682         int isl_local_space_is_equal(__isl_keep isl_local_space *ls1,
683                 __isl_keep isl_local_space *ls2);
684
685 Local spaces can be created from other local spaces
686 using the following functions.
687
688         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_domain(
689                 __isl_take isl_local_space *ls);
690         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_add_dims(
691                 __isl_take isl_local_space *ls,
692                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
693         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
694                 __isl_take isl_local_space *ls,
695                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
696         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
697                 __isl_take isl_local_space *ls,
698                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
699
700 =head2 Input and Output
701
702 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
703 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
704 in some cases.
705
706 =head3 C<isl> format
707
708 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
709 syntax for describing the parameters and allows for the definition
710 of an existentially quantified variable as the integer division
711 of an affine expression.
712 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
713 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
714
715         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
716                                 i - 10 a <= 6) }
717
718 A set or relation can have several disjuncts, separated
719 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
720 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
721 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
722 C<and>.
723
724 =head3 C<PolyLib> format
725
726 If the represented set is a union, then the first line
727 contains a single number representing the number of disjuncts.
728 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
729
730 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
731 The first line contains two numbers representing
732 the number of rows and columns,
733 where the number of rows is equal to the number of constraints
734 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
735 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
736 In each row, the first column indicates whether the constraint
737 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
738 corresponds to the constant term.
739
740 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
741 appear in the last columns before the constant column.
742 The coefficients of any existentially quantified variables appear
743 between those of the set variables and those of the parameters.
744
745 =head3 Extended C<PolyLib> format
746
747 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
748 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
749 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
750 also contains four additional numbers:
751 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
752 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
753 quantified variables) and the number of parameters.
754 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
755 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
756 dimensions is zero.
757
758 =head3 Input
759
760         #include <isl/set.h>
761         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
762                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
763         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
764                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
765         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
766                 FILE *input, int nparam);
767         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
768                 const char *str, int nparam);
769
770         #include <isl/map.h>
771         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
772                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
773         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
774                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
775         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
776                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
777         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
778                 const char *str, int nparam);
779
780         #include <isl/union_set.h>
781         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
782                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
783         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
784                 isl_ctx *ctx, const char *str);
785
786         #include <isl/union_map.h>
787         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
788                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
789         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
790                 isl_ctx *ctx, const char *str);
791
792 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
793 or the C<isl> format.
794 C<nparam> specifies how many of the final columns in
795 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
796 If input is given in the C<isl> format, then the number
797 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
798 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
799 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
800 are assumed in the C<PolyLib> format.
801
802 =head3 Output
803
804 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
805 be created.
806
807         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
808                 FILE *file);
809         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
810         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
811         __isl_give char *isl_printer_get_str(
812                 __isl_keep isl_printer *printer);
813
814 The behavior of the printer can be modified in various ways
815
816         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
817                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
818         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
819                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
820         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
821                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
822         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
823                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
824         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
825                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
826
827 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
828 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
829 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
830 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
831 C<isl_printer_set_indent>) spaces
832 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
833 In the C<PolyLib> format output,
834 the coefficients of the existentially quantified variables
835 appear between those of the set variables and those
836 of the parameters.
837 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
838 by the specified amount (which may be negative).
839
840 To actually print something, use
841
842         #include <isl/set.h>
843         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
844                 __isl_take isl_printer *printer,
845                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
846         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
847                 __isl_take isl_printer *printer,
848                 __isl_keep isl_set *set);
849
850         #include <isl/map.h>
851         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
852                 __isl_take isl_printer *printer,
853                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
854         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
855                 __isl_take isl_printer *printer,
856                 __isl_keep isl_map *map);
857
858         #include <isl/union_set.h>
859         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
860                 __isl_take isl_printer *p,
861                 __isl_keep isl_union_set *uset);
862
863         #include <isl/union_map.h>
864         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
865                 __isl_take isl_printer *p,
866                 __isl_keep isl_union_map *umap);
867
868 When called on a file printer, the following function flushes
869 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
870
871         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
872                 __isl_take isl_printer *p);
873
874 =head2 Creating New Sets and Relations
875
876 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
877
878 =over
879
880 =item * Empty sets and relations
881
882         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
883                 __isl_take isl_dim *dim);
884         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
885                 __isl_take isl_dim *dim);
886         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
887                 __isl_take isl_dim *dim);
888         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
889                 __isl_take isl_dim *dim);
890         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
891                 __isl_take isl_dim *dim);
892         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
893                 __isl_take isl_dim *dim);
894
895 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
896 is only used to specify the parameters.
897
898 =item * Universe sets and relations
899
900         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
901                 __isl_take isl_dim *dim);
902         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
903                 __isl_take isl_dim *dim);
904         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
905                 __isl_take isl_dim *dim);
906         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
907                 __isl_take isl_dim *dim);
908         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
909                 __isl_take isl_union_set *uset);
910         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
911                 __isl_take isl_union_map *umap);
912
913 The sets and relations constructed by the functions above
914 contain all integer values, while those constructed by the
915 functions below only contain non-negative values.
916
917         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
918                 __isl_take isl_dim *dim);
919         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
920                 __isl_take isl_dim *dim);
921         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
922                 __isl_take isl_dim *dim);
923         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
924                 __isl_take isl_dim *dim);
925
926 =item * Identity relations
927
928         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
929                 __isl_take isl_dim *dim);
930         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
931                 __isl_take isl_dim *dim);
932
933 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
934 to be the same.
935
936 =item * Lexicographic order
937
938         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
939                 __isl_take isl_dim *set_dim);
940         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
941                 __isl_take isl_dim *set_dim);
942         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
943                 __isl_take isl_dim *set_dim);
944         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
945                 __isl_take isl_dim *set_dim);
946         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
947                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
948         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
949                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
950         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
951                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
952         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
953                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
954
955 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
956 and return relations that express that the elements in the domain
957 are lexicographically less
958 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
959 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
960 than the elements in the range.
961 The last four functions take a dimension specification for a map
962 and return relations that express that the first C<n> dimensions
963 in the domain are lexicographically less
964 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
965 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
966 than the first C<n> dimensions in the range.
967
968 =back
969
970 A basic set or relation can be converted to a set or relation
971 using the following functions.
972
973         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
974                 __isl_take isl_basic_set *bset);
975         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
976                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
977
978 Sets and relations can be converted to union sets and relations
979 using the following functions.
980
981         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
982                 __isl_take isl_map *map);
983         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
984                 __isl_take isl_set *set);
985
986 The inverse conversions below can only be used if the input
987 union set or relation is known to contain elements in exactly one
988 space.
989
990         __isl_give isl_set *isl_set_from_union_set(
991                 __isl_take isl_union_set *uset);
992         __isl_give isl_map *isl_map_from_union_map(
993                 __isl_take isl_union_map *umap);
994
995 Sets and relations can be copied and freed again using the following
996 functions.
997
998         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
999                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1000         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
1001         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
1002                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1003         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
1004                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1005         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
1006         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
1007                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1008         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
1009         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
1010         void *isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
1011         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
1012         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
1013         void *isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
1014
1015 Other sets and relations can be constructed by starting
1016 from a universe set or relation, adding equality and/or
1017 inequality constraints and then projecting out the
1018 existentially quantified variables, if any.
1019 Constraints can be constructed, manipulated and
1020 added to (or removed from) (basic) sets and relations
1021 using the following functions.
1022
1023         #include <isl/constraint.h>
1024         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
1025                 __isl_take isl_dim *dim);
1026         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
1027                 __isl_take isl_dim *dim);
1028         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant(
1029                 __isl_take isl_constraint *constraint, isl_int v);
1030         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant_si(
1031                 __isl_take isl_constraint *constraint, int v);
1032         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient(
1033                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1034                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1035         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient_si(
1036                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1037                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
1038         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
1039                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1040                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1041         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
1042                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1043                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1044         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
1045                 __isl_take isl_map *map,
1046                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1047         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
1048                 __isl_take isl_set *set,
1049                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1050         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_drop_constraint(
1051                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1052                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1053
1054 For example, to create a set containing the even integers
1055 between 10 and 42, you would use the following code.
1056
1057         isl_int v;
1058         isl_dim *dim;
1059         isl_constraint *c;
1060         isl_basic_set *bset;
1061
1062         isl_int_init(v);
1063         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
1064         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
1065
1066         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
1067         isl_int_set_si(v, -1);
1068         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1069         isl_int_set_si(v, 2);
1070         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
1071         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1072
1073         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
1074         isl_int_set_si(v, -10);
1075         isl_constraint_set_constant(c, v);
1076         isl_int_set_si(v, 1);
1077         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1078         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1079
1080         c = isl_inequality_alloc(dim);
1081         isl_int_set_si(v, 42);
1082         isl_constraint_set_constant(c, v);
1083         isl_int_set_si(v, -1);
1084         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1085         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1086
1087         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1088
1089         isl_int_clear(v);
1090
1091 Or, alternatively,
1092
1093         isl_basic_set *bset;
1094         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1095                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
1096
1097 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1098 describing the equalities and the inequalities.
1099
1100         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
1101                 __isl_take isl_dim *dim,
1102                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1103                 enum isl_dim_type c1,
1104                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1105                 enum isl_dim_type c4);
1106         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1107                 __isl_take isl_dim *dim,
1108                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1109                 enum isl_dim_type c1,
1110                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1111                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1112
1113 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1114 different kinds of variables appear in the input matrices
1115 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1116 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1117 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1118 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1119
1120 A (basic) relation can also be constructed from a (piecewise) affine expression
1121 or a list of affine expressions (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">).
1122
1123         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1124                 __isl_take isl_aff *aff);
1125         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1126                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1127         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1128                 __isl_take isl_dim *domain_dim,
1129                 __isl_take isl_aff_list *list);
1130
1131 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1132 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1133 of zero affine expressions.
1134
1135 =head2 Inspecting Sets and Relations
1136
1137 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1138 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1139 explained in the following sections.
1140 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1141 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1142 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1143 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1144
1145         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1146                 __isl_take isl_set *set);
1147         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1148                 __isl_take isl_map *map);
1149         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1150                 __isl_take isl_union_set *uset);
1151         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1152                 __isl_take isl_union_map *umap);
1153
1154 This explicit representation defines the existentially quantified
1155 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1156 including earlier existentially quantified variables.
1157 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1158 has a unique value when the values of the other variables are known.
1159 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1160 with the same explicit representations, should appear in the
1161 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1162 either of the following functions.
1163
1164         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1165                 __isl_take isl_set *set);
1166         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1167                 __isl_take isl_map *map);
1168
1169 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1170 using the following functions, which compute an overapproximation.
1171
1172         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1173                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1174         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1175                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1176         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1177                 __isl_take isl_set *set);
1178         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1179                 __isl_take isl_map *map);
1180
1181 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1182
1183         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1184                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1185                 void *user);
1186         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1187                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1188                 void *user);
1189
1190 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1191 from
1192
1193         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1194         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1195
1196 To extract the set or map from a union with a given dimension
1197 specification, use
1198
1199         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1200                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1201                 __isl_take isl_dim *dim);
1202         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1203                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1204                 __isl_take isl_dim *dim);
1205
1206 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1207
1208         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1209                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1210                 void *user);
1211         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1212                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1213                 void *user);
1214
1215 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1216 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1217 occurs, the above functions will return -1.
1218
1219 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1220 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1221 If this is required, then the user should call one of
1222 the following functions first.
1223
1224         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1225                 __isl_take isl_set *set);
1226         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1227                 __isl_take isl_map *map);
1228
1229 The number of basic sets in a set can be obtained
1230 from
1231
1232         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1233
1234 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1235
1236         #include <isl/constraint.h>
1237
1238         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1239                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1240                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1241                 void *user);
1242         void *isl_constraint_free(__isl_take isl_constraint *c);
1243
1244 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1245 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1246 occurs, the above functions will return -1.
1247 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1248 Use the following function to find out whether a constraint
1249 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1250
1251         int isl_constraint_is_equality(
1252                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1253
1254 The coefficients of the constraints can be inspected using
1255 the following functions.
1256
1257         void isl_constraint_get_constant(
1258                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1259         void isl_constraint_get_coefficient(
1260                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1261                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1262         int isl_constraint_involves_dims(
1263                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1264                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1265
1266 The explicit representations of the existentially quantified
1267 variables can be inspected using the following functions.
1268 Note that the user is only allowed to use these functions
1269 if the inspected set or map is the result of a call
1270 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1271
1272         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1273                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1274         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1275         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1276                 isl_int *v);
1277         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1278                 isl_int *v);
1279         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1280                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1281
1282 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1283 form, use the following functions.
1284
1285         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1286                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1287                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1288                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1289         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1290                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1291                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1292                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1293         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1294                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1295                 enum isl_dim_type c1,
1296                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1297                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1298         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1299                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1300                 enum isl_dim_type c1,
1301                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1302                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1303
1304 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1305 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1306 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1307 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1308
1309 The number of parameters, input, output or set dimensions can
1310 be obtained using the following functions.
1311
1312         unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1313                 enum isl_dim_type type);
1314         unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1315                 enum isl_dim_type type);
1316         unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set,
1317                 enum isl_dim_type type);
1318         unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map,
1319                 enum isl_dim_type type);
1320
1321 To check whether the description of a set or relation depends
1322 on one or more given dimensions, it is not necessary to iterate over all
1323 constraints.  Instead the following functions can be used.
1324
1325         int isl_basic_set_involves_dims(
1326                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1327                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1328         int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1329                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1330         int isl_basic_map_involves_dims(
1331                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1332                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1333         int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1334                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1335
1336 Similarly, the following functions can be used to check whether
1337 a given dimension is involved in any lower or upper bound.
1338
1339         int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
1340                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1341         int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
1342                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1343
1344 The identifiers or names of the domain and range spaces of a set
1345 or relation can be read off or set using the following functions.
1346
1347         __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(
1348                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_id *id);
1349         __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(
1350                 __isl_take isl_set *set);
1351         __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(
1352                 __isl_keep isl_set *set);
1353         __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(
1354                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1355                 __isl_take isl_id *id);
1356         __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(
1357                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1358         __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(
1359                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1360
1361         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1362                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1363         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1364                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1365         const char *isl_set_get_tuple_name(
1366                 __isl_keep isl_set *set);
1367         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1368                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1369                 enum isl_dim_type type);
1370         const char *isl_map_get_tuple_name(
1371                 __isl_keep isl_map *map,
1372                 enum isl_dim_type type);
1373
1374 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1375 an internal data structure.
1376 The identifiers, positions or names of individual dimensions can be
1377 read off using the following functions.
1378
1379         __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(
1380                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1381                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1382         int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
1383                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1384         __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(
1385                 __isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1386                 unsigned pos);
1387         __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(
1388                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1389                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1390         int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
1391                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1392         __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(
1393                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1394                 unsigned pos);
1395
1396         int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set,
1397                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1398         int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map,
1399                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1400
1401         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1402                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1403                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1404         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1405                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1406                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1407         const char *isl_set_get_dim_name(
1408                 __isl_keep isl_set *set,
1409                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1410         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1411                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1412                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1413         const char *isl_map_get_dim_name(
1414                 __isl_keep isl_map *map,
1415                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1416
1417 These functions are mostly useful to obtain the identifiers, positions
1418 or names of the parameters.  Identifiers of individual dimensions are
1419 essentially only useful for printing.  They are ignored by all other
1420 operations and may not be preserved across those operations.
1421
1422 =head2 Properties
1423
1424 =head3 Unary Properties
1425
1426 =over
1427
1428 =item * Emptiness
1429
1430 The following functions test whether the given set or relation
1431 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1432 any computations, but simply check if the given set or relation
1433 is already known to be empty.
1434
1435         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1436         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1437         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1438         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1439         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1440         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1441         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1442         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1443         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1444         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1445
1446 =item * Universality
1447
1448         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1449         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1450         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1451
1452 =item * Single-valuedness
1453
1454         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1455         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1456
1457 =item * Injectivity
1458
1459         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1460         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1461         int isl_union_map_plain_is_injective(
1462                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1463         int isl_union_map_is_injective(
1464                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1465
1466 =item * Bijectivity
1467
1468         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1469         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1470
1471 =item * Position
1472
1473         int isl_basic_map_plain_is_fixed(
1474                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1475                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1476                 isl_int *val);
1477         int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
1478                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1479                 isl_int *val);
1480
1481 Check if the relation obviously lies on a hyperplane where the given dimension
1482 has a fixed value and if so, return that value in C<*val>.
1483
1484 =item * Wrapping
1485
1486 The following functions check whether the domain of the given
1487 (basic) set is a wrapped relation.
1488
1489         int isl_basic_set_is_wrapping(
1490                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1491         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1492
1493 =item * Internal Product
1494
1495         int isl_basic_map_can_zip(
1496                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1497         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1498
1499 Check whether the product of domain and range of the given relation
1500 can be computed,
1501 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1502
1503 =back
1504
1505 =head3 Binary Properties
1506
1507 =over
1508
1509 =item * Equality
1510
1511         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1512                 __isl_keep isl_set *set2);
1513         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1514                 __isl_keep isl_set *set2);
1515         int isl_union_set_is_equal(
1516                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1517                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1518         int isl_basic_map_is_equal(
1519                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1520                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1521         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1522                 __isl_keep isl_map *map2);
1523         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1524                 __isl_keep isl_map *map2);
1525         int isl_union_map_is_equal(
1526                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1527                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1528
1529 =item * Disjointness
1530
1531         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1532                 __isl_keep isl_set *set2);
1533
1534 =item * Subset
1535
1536         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1537                 __isl_keep isl_set *set2);
1538         int isl_set_is_strict_subset(
1539                 __isl_keep isl_set *set1,
1540                 __isl_keep isl_set *set2);
1541         int isl_union_set_is_subset(
1542                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1543                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1544         int isl_union_set_is_strict_subset(
1545                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1546                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1547         int isl_basic_map_is_subset(
1548                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1549                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1550         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1551                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1552                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1553         int isl_map_is_subset(
1554                 __isl_keep isl_map *map1,
1555                 __isl_keep isl_map *map2);
1556         int isl_map_is_strict_subset(
1557                 __isl_keep isl_map *map1,
1558                 __isl_keep isl_map *map2);
1559         int isl_union_map_is_subset(
1560                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1561                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1562         int isl_union_map_is_strict_subset(
1563                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1564                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1565
1566 =back
1567
1568 =head2 Unary Operations
1569
1570 =over
1571
1572 =item * Complement
1573
1574         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1575                 __isl_take isl_set *set);
1576
1577 =item * Inverse map
1578
1579         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1580                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1581         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1582                 __isl_take isl_map *map);
1583         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1584                 __isl_take isl_union_map *umap);
1585
1586 =item * Projection
1587
1588         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1589                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1590                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1591         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1592                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1593                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1594         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1595                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1596         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1597                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1598         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1599                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1600         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1601                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1602         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1603                 __isl_take isl_map *bmap);
1604         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1605                 __isl_take isl_map *map);
1606         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1607                 __isl_take isl_union_map *umap);
1608         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1609                 __isl_take isl_union_map *umap);
1610
1611         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1612                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1613         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1614                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1615         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1616         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1617         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1618                 __isl_take isl_union_map *umap);
1619         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1620                 __isl_take isl_union_map *umap);
1621
1622 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1623 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1624
1625 =item * Elimination
1626
1627         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1628                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1629                 unsigned first, unsigned n);
1630
1631 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1632 without removing the dimensions.
1633
1634 =item * Slicing
1635
1636         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
1637                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1638                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1639                 isl_int value);
1640         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
1641                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1642                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1643         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
1644                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1645                 isl_int value);
1646         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
1647                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1648         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
1649                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1650                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1651         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
1652                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1653
1654 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1655 dimension has the fixed given value.
1656
1657         __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
1658                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1659                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1660         __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
1661                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1662                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1663
1664 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1665 dimensions are equal to each other.
1666
1667         __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
1668                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
1669                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
1670
1671 Intersect the relation with the hyperplane where the given
1672 dimensions have opposite values.
1673
1674 =item * Identity
1675
1676         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1677                 __isl_take isl_set *set);
1678         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1679                 __isl_take isl_union_set *uset);
1680
1681 Construct an identity relation on the given (union) set.
1682
1683 =item * Deltas
1684
1685         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1686                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1687         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1688         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1689                 __isl_take isl_union_map *umap);
1690
1691 These functions return a (basic) set containing the differences
1692 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1693
1694         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1695                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1696         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1697                 __isl_take isl_map *map);
1698         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1699                 __isl_take isl_union_map *umap);
1700
1701 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1702 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1703
1704 =item * Coalescing
1705
1706 Simplify the representation of a set or relation by trying
1707 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1708 basic set or relation.
1709
1710         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1711         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1712         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1713                 __isl_take isl_union_set *uset);
1714         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1715                 __isl_take isl_union_map *umap);
1716
1717 =item * Detecting equalities
1718
1719         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1720                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1721         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1722                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1723         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1724                 __isl_take isl_set *set);
1725         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1726                 __isl_take isl_map *map);
1727         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1728                 __isl_take isl_union_set *uset);
1729         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1730                 __isl_take isl_union_map *umap);
1731
1732 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1733 equalities.
1734
1735 =item * Removing redundant constraints
1736
1737         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1738                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1739         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
1740                 __isl_take isl_set *set);
1741         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1742                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1743         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
1744                 __isl_take isl_map *map);
1745
1746 =item * Convex hull
1747
1748         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1749                 __isl_take isl_set *set);
1750         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1751                 __isl_take isl_map *map);
1752
1753 If the input set or relation has any existentially quantified
1754 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1755
1756 =item * Simple hull
1757
1758         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1759                 __isl_take isl_set *set);
1760         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1761                 __isl_take isl_map *map);
1762         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1763                 __isl_take isl_union_map *umap);
1764
1765 These functions compute a single basic set or relation
1766 that contains the whole input set or relation.
1767 In particular, the output is described by translates
1768 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1769
1770 =begin latex
1771
1772 (See \autoref{s:simple hull}.)
1773
1774 =end latex
1775
1776 =item * Affine hull
1777
1778         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1779                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1780         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1781                 __isl_take isl_set *set);
1782         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1783                 __isl_take isl_union_set *uset);
1784         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1785                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1786         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1787                 __isl_take isl_map *map);
1788         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1789                 __isl_take isl_union_map *umap);
1790
1791 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1792 per space.
1793
1794 =item * Polyhedral hull
1795
1796         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1797                 __isl_take isl_set *set);
1798         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1799                 __isl_take isl_map *map);
1800         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1801                 __isl_take isl_union_set *uset);
1802         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1803                 __isl_take isl_union_map *umap);
1804
1805 These functions compute a single basic set or relation
1806 not involving any existentially quantified variables
1807 that contains the whole input set or relation.
1808 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1809 per space.
1810
1811 =item * Optimization
1812
1813         #include <isl/ilp.h>
1814         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1815                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1816                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1817         enum isl_lp_result isl_set_min(__isl_keep isl_set *set,
1818                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1819         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1820                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1821
1822 Compute the minimum or maximum of the integer affine expression C<obj>
1823 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1824 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1825 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1826
1827 =item * Parametric optimization
1828
1829         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
1830                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1831
1832 Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
1833 parameters, but independently of the other set dimensions.
1834 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
1835
1836 =item * Dual
1837
1838 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1839 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1840 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1841 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1842 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1843 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1844 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1845 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1846 in future.  In particular, future implementations may use different
1847 dualization algorithms or skip the elimination step.
1848
1849         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1850                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1851         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1852                 __isl_take isl_set *set);
1853         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1854                 __isl_take isl_union_set *bset);
1855         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1856                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1857         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1858                 __isl_take isl_set *set);
1859         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1860                 __isl_take isl_union_set *bset);
1861
1862 =item * Power
1863
1864         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1865                 int *exact);
1866         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1867                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1868
1869 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1870 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1871 I<k>th power of C<map>.
1872 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1873 then C<*exact> is set to C<1>.
1874
1875 =item * Transitive closure
1876
1877         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1878                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1879         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1880                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1881
1882 Compute the transitive closure of C<map>.
1883 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1884 then C<*exact> is set to C<1>.
1885
1886 =item * Reaching path lengths
1887
1888         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1889                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1890
1891 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1892 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1893 end up in the given element.
1894 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1895 then C<*exact> is set to C<1>.
1896 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1897 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1898 In particular, if the input relation is a dependence relation
1899 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1900 to the free schedule.
1901 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1902 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1903 the overapproximation), then you will get an error message.
1904
1905 =item * Wrapping
1906
1907         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1908                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1909         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1910                 __isl_take isl_map *map);
1911         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1912                 __isl_take isl_union_map *umap);
1913         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1914                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1915         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1916                 __isl_take isl_set *set);
1917         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1918                 __isl_take isl_union_set *uset);
1919
1920 =item * Flattening
1921
1922 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1923 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1924 then the name of the space is also removed.
1925
1926         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1927                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1928         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1929                 __isl_take isl_set *set);
1930         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
1931                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1932         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
1933                 __isl_take isl_map *map);
1934         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1935                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1936         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1937                 __isl_take isl_map *map);
1938
1939         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1940                 __isl_take isl_set *set);
1941
1942 The function above constructs a relation
1943 that maps the input set to a flattened version of the set.
1944
1945 =item * Lifting
1946
1947 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1948 to the existentially quantified variables in the input.
1949 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1950 is the original space and the range corresponds to the original
1951 existentially quantified variables.
1952
1953         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1954                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1955         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1956                 __isl_take isl_set *set);
1957         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1958                 __isl_take isl_union_set *uset);
1959
1960 =item * Internal Product
1961
1962         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1963                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1964         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1965                 __isl_take isl_map *map);
1966         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1967                 __isl_take isl_union_map *umap);
1968
1969 Given a relation with nested relations for domain and range,
1970 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1971
1972 =item * Aligning parameters
1973
1974         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1975                 __isl_take isl_set *set,
1976                 __isl_take isl_dim *model);
1977         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
1978                 __isl_take isl_map *map,
1979                 __isl_take isl_dim *model);
1980
1981 Change the order of the parameters of the given set or relation
1982 such that the first parameters match those of C<model>.
1983 This may involve the introduction of extra parameters.
1984 All parameters need to be named.
1985
1986 =item * Dimension manipulation
1987
1988         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1989                 __isl_take isl_set *set,
1990                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1991         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1992                 __isl_take isl_map *map,
1993                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1994         __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(
1995                 __isl_take isl_set *set,
1996                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
1997         __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(
1998                 __isl_take isl_map *map,
1999                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2000
2001 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
2002 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
2003 structure of the space.  However, the above functions can be useful
2004 to add new parameters, assuming
2005 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
2006 are not sufficient.
2007
2008 =back
2009
2010 =head2 Binary Operations
2011
2012 The two arguments of a binary operation not only need to live
2013 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
2014 the same (number of) parameters.
2015
2016 =head3 Basic Operations
2017
2018 =over
2019
2020 =item * Intersection
2021
2022         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2023                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2024                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2025         __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(
2026                 __isl_take isl_set *set,
2027                 __isl_take isl_set *params);
2028         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
2029                 __isl_take isl_set *set1,
2030                 __isl_take isl_set *set2);
2031         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
2032                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2033                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2034         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2035                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2036                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2037         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2038                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2039                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2040         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2041                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2042                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2043         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(
2044                 __isl_take isl_map *map,
2045                 __isl_take isl_set *params);
2046         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
2047                 __isl_take isl_map *map,
2048                 __isl_take isl_set *set);
2049         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
2050                 __isl_take isl_map *map,
2051                 __isl_take isl_set *set);
2052         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
2053                 __isl_take isl_map *map1,
2054                 __isl_take isl_map *map2);
2055         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
2056                 __isl_take isl_union_map *umap,
2057                 __isl_take isl_union_set *uset);
2058         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
2059                 __isl_take isl_union_map *umap,
2060                 __isl_take isl_union_set *uset);
2061         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
2062                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2063                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2064
2065 =item * Union
2066
2067         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
2068                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2069                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2070         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
2071                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2072                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2073         __isl_give isl_set *isl_set_union(
2074                 __isl_take isl_set *set1,
2075                 __isl_take isl_set *set2);
2076         __isl_give isl_map *isl_map_union(
2077                 __isl_take isl_map *map1,
2078                 __isl_take isl_map *map2);
2079         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
2080                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2081                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2082         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
2083                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2084                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2085
2086 =item * Set difference
2087
2088         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
2089                 __isl_take isl_set *set1,
2090                 __isl_take isl_set *set2);
2091         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
2092                 __isl_take isl_map *map1,
2093                 __isl_take isl_map *map2);
2094         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
2095                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2096                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2097         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
2098                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2099                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2100
2101 =item * Application
2102
2103         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2104                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2105                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2106         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
2107                 __isl_take isl_set *set,
2108                 __isl_take isl_map *map);
2109         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
2110                 __isl_take isl_union_set *uset,
2111                 __isl_take isl_union_map *umap);
2112         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2113                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2114                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2115         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2116                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2117                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2118         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
2119                 __isl_take isl_map *map1,
2120                 __isl_take isl_map *map2);
2121         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
2122                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2123                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2124         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
2125                 __isl_take isl_map *map1,
2126                 __isl_take isl_map *map2);
2127         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
2128                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2129                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2130
2131 =item * Cartesian Product
2132
2133         __isl_give isl_set *isl_set_product(
2134                 __isl_take isl_set *set1,
2135                 __isl_take isl_set *set2);
2136         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
2137                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2138                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2139         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
2140                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2141                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2142         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
2143                 __isl_take isl_map *map1,
2144                 __isl_take isl_map *map2);
2145         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
2146                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2147                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2148         __isl_give isl_map *isl_map_product(
2149                 __isl_take isl_map *map1,
2150                 __isl_take isl_map *map2);
2151         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
2152                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2153                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2154
2155 The above functions compute the cross product of the given
2156 sets or relations.  The domains and ranges of the results
2157 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
2158 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
2159 instead.
2160
2161         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
2162                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2163                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2164         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
2165                 __isl_take isl_set *set1,
2166                 __isl_take isl_set *set2);
2167         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
2168                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2169                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2170         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
2171                 __isl_take isl_map *map1,
2172                 __isl_take isl_map *map2);
2173         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
2174                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2175                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2176         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
2177                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2178                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2179         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
2180                 __isl_take isl_map *map1,
2181                 __isl_take isl_map *map2);
2182
2183 =item * Simplification
2184
2185         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
2186                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2187                 __isl_take isl_basic_set *context);
2188         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
2189                 __isl_take isl_set *context);
2190         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
2191                 __isl_take isl_union_set *uset,
2192                 __isl_take isl_union_set *context);
2193         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
2194                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2195                 __isl_take isl_basic_map *context);
2196         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
2197                 __isl_take isl_map *context);
2198         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2199                 __isl_take isl_union_map *umap,
2200                 __isl_take isl_union_map *context);
2201
2202 The gist operation returns a set or relation that has the
2203 same intersection with the context as the input set or relation.
2204 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2205 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2206 are removed.
2207 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2208 per space.
2209
2210 =back
2211
2212 =head3 Lexicographic Optimization
2213
2214 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2215 the following functions
2216 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2217 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2218 that satisfy C<dom>.
2219 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2220 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2221 has no elements.
2222 In other words, the union of the parameter values
2223 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2224 is equal to C<dom>.
2225
2226         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2227                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2228                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2229                 __isl_give isl_set **empty);
2230         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2231                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2232                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2233                 __isl_give isl_set **empty);
2234         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2235                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2236                 __isl_give isl_set **empty);
2237         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2238                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2239                 __isl_give isl_set **empty);
2240
2241 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2242 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2243 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2244 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2245
2246         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2247                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2248         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2249                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2250         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2251                 __isl_take isl_set *set);
2252         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2253                 __isl_take isl_set *set);
2254         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2255                 __isl_take isl_union_set *uset);
2256         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2257                 __isl_take isl_union_set *uset);
2258
2259 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2260 the following functions
2261 compute a relation that maps each element of C<dom>
2262 to the single lexicographic minimum or maximum
2263 of the elements that are associated to that same
2264 element in C<map> (or C<bmap>).
2265 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2266 that contains the elements in C<dom> that do not map
2267 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2268 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2269 is equal to C<dom>.
2270
2271         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
2272                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2273                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2274                 __isl_give isl_set **empty);
2275         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
2276                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2277                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2278                 __isl_give isl_set **empty);
2279         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
2280                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2281                 __isl_give isl_set **empty);
2282         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
2283                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2284                 __isl_give isl_set **empty);
2285
2286 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2287 return a map mapping each element in the domain of
2288 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2289 of all elements associated to that element.
2290 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2291
2292         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2293                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2294         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2295                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2296         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2297                 __isl_take isl_map *map);
2298         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2299                 __isl_take isl_map *map);
2300         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2301                 __isl_take isl_union_map *umap);
2302         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2303                 __isl_take isl_union_map *umap);
2304
2305 =head2 Lists
2306
2307 Lists are defined over several element types, including
2308 C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2309 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2310 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2311
2312         #include <isl/list.h>
2313         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_from_set(
2314                 __isl_take isl_set *el);
2315         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2316                 isl_ctx *ctx, int n);
2317         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2318                 __isl_keep isl_set_list *list);
2319         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2320                 __isl_take isl_set_list *list,
2321                 __isl_take isl_set *el);
2322         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_concat(
2323                 __isl_take isl_set_list *list1,
2324                 __isl_take isl_set_list *list2);
2325         void *isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2326
2327 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2328 C<n> elements.  C<isl_set_list_from_set> creates a list with a single
2329 element.
2330
2331 Lists can be inspected using the following functions.
2332
2333         #include <isl/list.h>
2334         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2335         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2336         __isl_give isl_set *isl_set_list_get_set(
2337                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2338         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2339                 int (*fn)(__isl_take isl_set *el, void *user),
2340                 void *user);
2341
2342 Lists can be printed using
2343
2344         #include <isl/list.h>
2345         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2346                 __isl_take isl_printer *p,
2347                 __isl_keep isl_set_list *list);
2348
2349 =head2 Matrices
2350
2351 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2352
2353         #include <isl/mat.h>
2354         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(isl_ctx *ctx,
2355                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2356         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2357         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2358
2359 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2360 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2361
2362         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2363         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2364         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2365         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2366                 int row, int col, isl_int *v);
2367         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2368                 int row, int col, isl_int v);
2369         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2370                 int row, int col, int v);
2371
2372 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2373 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2374
2375 The following function can be used to compute the (right) inverse
2376 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2377 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2378 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2379
2380         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2381
2382 The following function can be used to compute the (right) kernel
2383 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2384 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2385
2386         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2387
2388 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
2389
2390 The zero quasi affine expression can be created using
2391
2392         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(
2393                 __isl_take isl_local_space *ls);
2394
2395 A quasi affine expression can also be initialized from an C<isl_div>:
2396
2397         #include <isl/div.h>
2398         __isl_give isl_aff *isl_aff_from_div(__isl_take isl_div *div);
2399
2400 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
2401 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
2402 be created using the following functions.
2403
2404         #include <isl/aff.h>
2405         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
2406                 __isl_take isl_dim *dim);
2407         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
2408                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
2409         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(
2410                 __isl_take isl_aff *aff);
2411
2412 Quasi affine expressions can be copied and freed using
2413
2414         #include <isl/aff.h>
2415         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2416         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2417
2418         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
2419                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2420         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2421
2422 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2423 using the following function.  The constraint is required to have
2424 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2425
2426         #include <isl/constraint.h>
2427         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2428                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2429                 enum isl_dim_type type, int pos);
2430
2431 The entire affine expression of the constraint can also be extracted
2432 using the following function.
2433
2434         #include <isl/constraint.h>
2435         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_aff(
2436                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
2437
2438 Conversely, an equality constraint equating
2439 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2440 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2441
2442         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2443                 __isl_take isl_aff *aff);
2444         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2445                 __isl_take isl_aff *aff);
2446
2447 The expression can be inspected using
2448
2449         #include <isl/aff.h>
2450         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2451         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2452                 enum isl_dim_type type);
2453         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2454                 __isl_keep isl_aff *aff);
2455         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2456                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2457         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2458                 isl_int *v);
2459         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2460                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2461         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2462                 isl_int *v);
2463         __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(
2464                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2465
2466         int isl_pw_aff_foreach_piece(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2467                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2468                           __isl_take isl_aff *aff,
2469                           void *user), void *user);
2470
2471         int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff);
2472         int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2473
2474         int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
2475                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2476         int isl_pw_aff_involves_dims(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2477                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2478
2479         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2480         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2481                 enum isl_dim_type type);
2482         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2483
2484 It can be modified using
2485
2486         #include <isl/aff.h>
2487         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(
2488                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2489                 __isl_take isl_id *id);
2490         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
2491                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
2492                 unsigned pos, const char *s);
2493         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2494                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2495         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2496                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2497         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2498                 __isl_take isl_aff *aff,
2499                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2500         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2501                 __isl_take isl_aff *aff,
2502                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2503         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2504                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2505
2506         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2507                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2508         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
2509                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2510         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(
2511                 __isl_take isl_aff *aff,
2512                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2513         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2514                 __isl_take isl_aff *aff,
2515                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2516
2517         __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(
2518                 __isl_take isl_aff *aff,
2519                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2520         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_insert_dims(
2521                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2522                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2523         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(
2524                 __isl_take isl_aff *aff,
2525                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2526         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(
2527                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2528                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2529         __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(
2530                 __isl_take isl_aff *aff,
2531                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2532         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_drop_dims(
2533                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2534                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2535
2536 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2537 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2538 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2539 the possibly rational constant or coefficient.
2540
2541 To check whether an affine expressions is obviously zero
2542 or obviously equal to some other affine expression, use
2543
2544         #include <isl/aff.h>
2545         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
2546         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
2547                 __isl_keep isl_aff *aff2);
2548
2549 Operations include
2550
2551         #include <isl/aff.h>
2552         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2553                 __isl_take isl_aff *aff2);
2554         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(
2555                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2556                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2557         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(
2558                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2559                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2560         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
2561                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2562                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2563         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2564                 __isl_take isl_aff *aff2);
2565         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_sub(
2566                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2567                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2568         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2569         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_neg(
2570                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2571         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2572         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(
2573                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2574         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
2575         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(
2576                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2577         __isl_give isl_aff *isl_aff_mod(__isl_take isl_aff *aff,
2578                 isl_int mod);
2579         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mod(
2580                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int mod);
2581         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2582                 isl_int f);
2583         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale(
2584                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2585         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2586                 isl_int f);
2587         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
2588                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
2589         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(
2590                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2591
2592         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(
2593                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2594         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(
2595                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
2596
2597         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
2598                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
2599
2600         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_align_params(
2601                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2602                 __isl_take isl_dim *model);
2603
2604         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
2605                 __isl_take isl_set *context);
2606         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
2607                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2608                 __isl_take isl_set *context);
2609
2610         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_domain(
2611                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2612
2613         __isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
2614                 __isl_take isl_aff *aff2);
2615         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(
2616                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2617                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2618
2619 When multiplying two affine expressions, at least one of the two needs
2620 to be a constant.
2621
2622         #include <isl/aff.h>
2623         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
2624                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2625         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(
2626                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2627                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2628         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(
2629                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2630                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2631         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(
2632                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2633                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2634         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(
2635                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2636                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2637         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(
2638                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2639                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2640         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(
2641                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2642                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2643
2644         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(
2645                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2646                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2647         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(
2648                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2649                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2650         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(
2651                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2652                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2653         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(
2654                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2655                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2656         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(
2657                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2658                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2659         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(
2660                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
2661                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
2662
2663 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
2664 containing those elements in the shared space
2665 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
2666 The function C<isl_aff_ge_set> returns a set
2667 containing those elements in the shared domain
2668 of C<pwaff1> and C<pwaff2> where C<pwaff1> is greater than or equal to C<pwaff2>.
2669 The functions operating on C<isl_pw_aff_list> apply the corresponding
2670 C<isl_pw_aff> function to each pair of elements in the two lists.
2671
2672         #include <isl/aff.h>
2673         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(
2674                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2675         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(
2676                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2677         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(
2678                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2679
2680 The function C<isl_pw_aff_nonneg_set> returns a set
2681 containing those elements in the domain
2682 of C<pwaff> where C<pwaff> is non-negative.
2683
2684         #include <isl/aff.h>
2685         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(
2686                 __isl_take isl_set *cond,
2687                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true,
2688                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false);
2689
2690 The function C<isl_pw_aff_cond> performs a conditional operator
2691 and returns an expression that is equal to C<pwaff_true>
2692 for elements in C<cond> and equal to C<pwaff_false> for elements
2693 not in C<cond>.
2694
2695         #include <isl/aff.h>
2696         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(
2697                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2698                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2699
2700 The function C<isl_pw_aff_union_max> computes a piecewise quasi-affine
2701 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
2702 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
2703 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
2704 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
2705 associated expression is the defined one.
2706
2707 An expression can be printed using
2708
2709         #include <isl/aff.h>
2710         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2711                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2712
2713         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
2714                 __isl_take isl_printer *p,
2715                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2716
2717 =head2 Points
2718
2719 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2720 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2721 individual elements of a set.
2722 The zero point (the origin) can be created using
2723
2724         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
2725
2726 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2727 using
2728
2729         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2730                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2731         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2732                 __isl_take isl_point *pnt,
2733                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2734
2735         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2736                 __isl_take isl_point *pnt,
2737                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2738         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2739                 __isl_take isl_point *pnt,
2740                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2741
2742 Other properties can be obtained using
2743
2744         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
2745
2746 Points can be copied or freed using
2747
2748         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2749                 __isl_keep isl_point *pnt);
2750         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2751
2752 A singleton set can be created from a point using
2753
2754         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2755                 __isl_take isl_point *pnt);
2756         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2757                 __isl_take isl_point *pnt);
2758
2759 and a box can be created from two opposite extremal points using
2760
2761         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2762                 __isl_take isl_point *pnt1,
2763                 __isl_take isl_point *pnt2);
2764         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2765                 __isl_take isl_point *pnt1,
2766                 __isl_take isl_point *pnt2);
2767
2768 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2769 the following functions.
2770
2771         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2772                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2773                 void *user);
2774         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2775                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2776                 void *user);
2777
2778 The function C<fn> is called for each integer point in
2779 C<set> with as second argument the last argument of
2780 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2781 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2782 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2783 enumerating and return C<-1> as well.
2784 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2785 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2786
2787 To obtain a single point of a (basic) set, use
2788
2789         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2790                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2791         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2792                 __isl_take isl_set *set);
2793
2794 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2795 resulting point will be ``void'', a property that can be
2796 tested using
2797
2798         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2799
2800 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2801
2802 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2803 a parametric point to a rational value.
2804 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2805 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2806 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2807 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2808 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2809 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2810 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2811 the value is assumed to be zero.
2812 For example, the piecewise quasipolynomial
2813
2814         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2815
2816 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2817 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2818 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2819 defined over different domains.
2820 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2821 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2822 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2823 the number of points in the map
2824
2825         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2826
2827 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2828
2829 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2830 using the following functions.
2831
2832         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2833                 __isl_take isl_printer *p,
2834                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2835
2836         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2837                 __isl_take isl_printer *p,
2838                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2839
2840         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2841                 __isl_take isl_printer *p,
2842                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2843
2844 The output format of the printer
2845 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2846 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2847 is supported.
2848 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2849 to set the names of all dimensions
2850
2851         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2852                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2853                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2854                 const char *s);
2855         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2856         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2857                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2858                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2859                 const char *s);
2860
2861 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2862
2863 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2864 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2865 operations such as addition and multiplication
2866 on the resulting quasipolynomials
2867
2868         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2869                 __isl_take isl_dim *dim);
2870         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2871                 __isl_take isl_dim *dim);
2872         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2873                 __isl_take isl_dim *dim);
2874         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2875                 __isl_take isl_dim *dim);
2876         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2877                 __isl_take isl_dim *dim);
2878         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2879                 __isl_take isl_dim *dim,
2880                 const isl_int n, const isl_int d);
2881         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2882                 __isl_take isl_div *div);
2883         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2884                 __isl_take isl_dim *dim,
2885                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2886         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2887                 __isl_take isl_aff *aff);
2888
2889 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2890 with a single cell can be created using the following functions.
2891 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2892 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2893
2894         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2895                 __isl_take isl_dim *dim);
2896         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2897                 __isl_take isl_set *set,
2898                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2899         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_qpolynomial(
2900                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2901         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_pw_aff(
2902                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2903
2904         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2905                 __isl_take isl_dim *dim);
2906         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2907                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2908         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2909                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2910                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2911
2912 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2913 functions.
2914
2915         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2916                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2917         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2918
2919         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2920                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2921         void *isl_pw_qpolynomial_free(
2922                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2923
2924         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2925                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2926         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2927                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2928
2929 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2930
2931 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2932 piecewise quasipolynomial, use the following function
2933
2934         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2935                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2936                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2937                 void *user);
2938
2939 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2940 specification, use
2941
2942         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2943         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2944                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2945                 __isl_take isl_dim *dim);
2946
2947 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2948 use either of the following two functions
2949
2950         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2951                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2952                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2953                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2954                           void *user), void *user);
2955         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2956                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2957                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2958                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2959                           void *user), void *user);
2960
2961 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2962 and C<-1> on failure.  The difference between
2963 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2964 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2965 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2966 compute unique representations for all existentially quantified
2967 variables and then turn these existentially quantified variables
2968 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2969 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2970 will not have any existentially quantified variables, but that
2971 the dimensions of the sets may be different for different
2972 invocations of C<fn>.
2973
2974 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2975 use
2976
2977         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2978                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2979                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2980                           void *user), void *user);
2981
2982 The terms themselves can be inspected and freed using
2983 these functions
2984
2985         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2986                 enum isl_dim_type type);
2987         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2988                 isl_int *n);
2989         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2990                 isl_int *d);
2991         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2992                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2993         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2994                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2995         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2996
2997 Each term is a product of parameters, set variables and
2998 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2999 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
3000 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
3001 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
3002 using C<isl_int_init> before calling these functions.
3003
3004 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
3005
3006 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
3007 use the following function.
3008
3009         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
3010                 isl_int *n, isl_int *d);
3011
3012 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
3013 then the numerator and denominator of the constant
3014 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
3015
3016 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
3017
3018         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
3019                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
3020         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
3021                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
3022         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
3023                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3024                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3025         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
3026                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3027                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3028         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
3029                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
3030                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
3031         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
3032                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
3033
3034         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
3035                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3036                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3037         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
3038                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3039                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3040         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
3041                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3042                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3043         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
3044                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3045         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
3046                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
3047                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
3048         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_pow(
3049                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, unsigned exponent);
3050
3051         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
3052                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3053                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3054         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
3055                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3056                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3057         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
3058                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
3059                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
3060
3061         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
3062                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3063                 __isl_take isl_point *pnt);
3064
3065         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
3066                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3067                 __isl_take isl_point *pnt);
3068
3069         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
3070                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
3071         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3072                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
3073                 __isl_take isl_set *set);
3074
3075         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
3076                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3077         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
3078                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
3079                 __isl_take isl_union_set *uset);
3080
3081         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
3082                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3083                 __isl_take isl_dim *model);
3084
3085         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
3086                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
3087
3088         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
3089                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
3090                 __isl_take isl_set *context);
3091
3092         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
3093                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3094                 __isl_take isl_set *context);
3095
3096         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
3097                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3098                 __isl_take isl_union_set *context);
3099
3100 The gist operation applies the gist operation to each of
3101 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
3102 The context is also exploited
3103 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
3104
3105         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3106                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
3107         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
3108         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
3109                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
3110
3111 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
3112 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
3113 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
3114 will lie somewhere in between.
3115
3116 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
3117
3118 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
3119 reduction (or fold) of quasipolynomials.
3120 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
3121 The objects are mainly used to represent the result of
3122 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
3123 i.e., as the result of the following function.
3124
3125         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
3126                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
3127                 enum isl_fold type, int *tight);
3128
3129         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
3130                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
3131                 enum isl_fold type, int *tight);
3132
3133 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
3134 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
3135 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
3136 of the parameters there is at least
3137 one element in the domain that reaches the bound.
3138 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
3139 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
3140 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
3141 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
3142 wrapped relation becomes the domain of the result.
3143
3144 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
3145 following functions.
3146
3147         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
3148                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
3149         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
3150                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3151         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
3152                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3153         void isl_qpolynomial_fold_free(
3154                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
3155         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
3156                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3157         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
3158                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3159
3160 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
3161
3162 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
3163 using the following function.
3164
3165         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
3166                 __isl_take isl_printer *p,
3167                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3168         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
3169                 __isl_take isl_printer *p,
3170                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3171
3172 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
3173 output format of the printer
3174 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
3175 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
3176 output format of the printer
3177 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
3178 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
3179 to set the names of all dimensions
3180
3181         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3182         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
3183                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3184                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
3185                 const char *s);
3186
3187 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
3188
3189 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
3190 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
3191
3192         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
3193                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3194                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3195                             void *user), void *user);
3196
3197 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
3198 use either of the following two functions
3199
3200         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
3201                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3202                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3203                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3204                           void *user), void *user);
3205         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
3206                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3207                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3208                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
3209                           void *user), void *user);
3210
3211 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
3212 of the difference between these two functions.
3213
3214 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
3215
3216         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
3217                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
3218                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
3219                           void *user), void *user);
3220
3221 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
3222
3223         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
3224                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
3225
3226         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
3227                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3228                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3229
3230         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
3231                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
3232                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
3233
3234         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
3235                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
3236                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
3237
3238         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
3239                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3240                 __isl_take isl_point *pnt);
3241
3242         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
3243                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3244                 __isl_take isl_point *pnt);
3245
3246         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
3247                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3248         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
3249                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3250                 __isl_take isl_union_set *uset);
3251
3252         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3253                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3254
3255         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3256                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3257
3258         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
3259                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3260                 __isl_take isl_set *context);
3261
3262         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
3263                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3264                 __isl_take isl_union_set *context);
3265
3266 The gist operation applies the gist operation to each of
3267 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
3268 In future, the operation will also exploit the context
3269 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
3270
3271         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3272         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
3273                 __isl_take isl_set *set,
3274                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3275                 int *tight);
3276         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3277         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
3278                 __isl_take isl_map *map,
3279                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3280                 int *tight);
3281         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3282         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3283                 __isl_take isl_union_set *uset,
3284                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3285                 int *tight);
3286         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3287         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3288                 __isl_take isl_union_map *umap,
3289                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3290                 int *tight);
3291
3292 The functions taking a map
3293 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
3294 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
3295 over all elements in the intersection of the range of the map
3296 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
3297 as a function of an element in the domain of the map.
3298 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
3299 intersection of the set and the domain of the
3300 piecewise quasipolynomial reduction.
3301
3302 =head2 Dependence Analysis
3303
3304 C<isl> contains specialized functionality for performing
3305 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
3306 and a collection of possible I<source> access relations,
3307 C<isl> can compute relations that describe
3308 for each iteration of the sink access, which iteration
3309 of which of the source access relations was the last
3310 to access the same data element before the given iteration
3311 of the sink access.
3312 To compute standard flow dependences, the sink should be
3313 a read, while the sources should be writes.
3314 If any of the source accesses are marked as being I<may>
3315 accesses, then there will be a dependence to the last
3316 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
3317 this last I<must> access.
3318 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
3319 then memory based dependence analysis is performed.
3320 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
3321 then value based dependence analysis is performed.
3322
3323         #include <isl/flow.h>
3324
3325         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
3326
3327         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
3328                 __isl_take isl_map *sink,
3329                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
3330                 int max_source);
3331         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
3332                 __isl_take isl_access_info *acc,
3333                 __isl_take isl_map *source, int must,
3334                 void *source_user);
3335         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
3336
3337         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
3338                 __isl_take isl_access_info *acc);
3339
3340         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
3341                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
3342                           void *dep_user, void *user),
3343                 void *user);
3344         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
3345                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
3346         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
3347
3348 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
3349 dependence analysis.  The other functions are used to construct
3350 the input for this function or to read off the output.
3351
3352 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
3353 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
3354 The arguments to this functions are the sink access relation
3355 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
3356 access to the user, a callback function for specifying the
3357 relative order of source and sink accesses, and the number
3358 of source access relations that will be added.
3359 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
3360 The function is called with two user supplied tokens identifying
3361 either a source or the sink and it should return the shared nesting
3362 level and the relative order of the two accesses.
3363 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
3364 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
3365 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
3366 it should return I<2 * n>.
3367 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
3368 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
3369 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
3370 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
3371 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
3372 of the relation accesses I<all> elements in its image.
3373 The C<source_user> token is again used to identify
3374 the source access.  The range of the source access relation
3375 C<source> should have the same dimension as the range
3376 of the sink access relation.
3377 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
3378 called explicitly, because it is called implicitly by
3379 C<isl_access_info_compute_flow>.
3380
3381 The result of the dependence analysis is collected in an
3382 C<isl_flow>.  There may be elements of
3383 the sink access for which no preceding source access could be
3384 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
3385 The relations containing these elements can be obtained through
3386 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
3387 and the second with C<must> unset.
3388 In the case of standard flow dependence analysis,
3389 with the sink a read and the sources I<must> writes,
3390 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
3391 array elements and the second relation is empty.
3392 The actual flow dependences can be extracted using
3393 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
3394 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
3395 a source and the sink.  The callback function is called
3396 with four arguments, the actual flow dependence relation
3397 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
3398 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
3399 identifying the source and an additional C<void *> with value
3400 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
3401 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
3402 source and if it is not followed by any I<may> sources.
3403
3404 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
3405 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
3406
3407 A higher-level interface to dependence analysis is provided
3408 by the following function.
3409
3410         #include <isl/flow.h>
3411
3412         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
3413                 __isl_take isl_union_map *must_source,
3414                 __isl_take isl_union_map *may_source,
3415                 __isl_take isl_union_map *schedule,
3416                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
3417                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
3418                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
3419                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
3420
3421 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
3422 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
3423 of the domains of the accesses and of the schedule.
3424 The relative order of the iteration domains is given by the
3425 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
3426 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
3427 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
3428 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
3429 any of the other arguments is treated as an error.
3430
3431 =head2 Scheduling
3432
3433 B<The functionality described in this section is fairly new
3434 and may be subject to change.>
3435
3436 The following function can be used to compute a schedule
3437 for a union of domains.  The generated schedule respects
3438 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
3439 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
3440 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
3441 the dependence distances over C<proximity> dependences.
3442 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
3443 for groups of domains where the dependence distances have only
3444 non-negative values.
3445 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
3446 of C<Pluto>.
3447
3448         #include <isl/schedule.h>
3449         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
3450                 __isl_take isl_union_set *domain,
3451                 __isl_take isl_union_map *validity,
3452                 __isl_take isl_union_map *proximity);
3453         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
3454
3455 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
3456 from an C<isl_schedule> using the following function.
3457
3458         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
3459                 __isl_keep isl_schedule *sched);
3460
3461 A representation of the schedule can be printed using
3462          
3463         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
3464                 __isl_take isl_printer *p,
3465                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3466
3467 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
3468 using the following function.
3469
3470         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3471                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3472
3473 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
3474 The bands inside the list can be copied and freed using the following
3475 functions.
3476
3477         #include <isl/band.h>
3478         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
3479                 __isl_keep isl_band *band);
3480         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
3481
3482 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
3483 These are referred to as the members of the band.
3484 The section of the schedule that corresponds to the band is
3485 referred to as the partial schedule of the band.
3486 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
3487 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
3488 dimensions form the suffix schedule.
3489 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
3490 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
3491 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
3492 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
3493 The properties of a band can be inspected using the following functions.
3494
3495         #include <isl/band.h>
3496         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
3497
3498         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
3499         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
3500                 __isl_keep isl_band *band);
3501
3502         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
3503                 __isl_keep isl_band *band);
3504         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
3505                 __isl_keep isl_band *band);
3506         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
3507                 __isl_keep isl_band *band);
3508
3509         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
3510         int isl_band_member_is_zero_distance(
3511                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
3512
3513 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
3514 distance'' if it does not carry any proximity dependences
3515 within its band.
3516 That is, if the dependence distances of the proximity
3517 dependences are all zero in that direction (for fixed
3518 iterations of outer bands).
3519
3520 A representation of the band can be printed using
3521
3522         #include <isl/band.h>
3523         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
3524                 __isl_take isl_printer *p,
3525                 __isl_keep isl_band *band);
3526
3527 =head2 Parametric Vertex Enumeration
3528
3529 The parametric vertex enumeration described in this section
3530 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
3531 library.
3532
3533         #include <isl/vertices.h>
3534         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3535                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3536
3537 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3538 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3539 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3540 This information can be queried by either iterating over all
3541 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3542 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3543
3544         int isl_vertices_foreach_vertex(
3545                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3546                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3547                 void *user);
3548
3549         int isl_vertices_foreach_cell(
3550                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3551                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3552                 void *user);
3553         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3554                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3555                 void *user);
3556
3557 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3558 the following.
3559
3560         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3561                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3562         int isl_vertices_get_n_vertices(
3563                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3564         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3565
3566 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3567
3568         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3569         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3570         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3571                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3572         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3573                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3574         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3575
3576 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3577 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3578 of the vertex.
3579 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3580 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3581 and should not be mixed with integer sets.
3582
3583 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3584
3585         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3586         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3587                 __isl_keep isl_cell *cell);
3588         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3589
3590 =head1 Applications
3591
3592 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3593 it also contains some basic applications that use some
3594 of the functionality of C<isl>.
3595 The input may be specified in either the L<isl format>
3596 or the L<PolyLib format>.
3597
3598 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3599
3600 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3601 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3602 The first column in the output is the denominator and is always
3603 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3604 then a vector of length zero is printed.
3605
3606 =head2 C<isl_pip>
3607
3608 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3609 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3610 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3611 of constraints on a parametric polyhedron.
3612 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3613 (but before the final constant column).
3614 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3615 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3616 is just a dump of the internal state.
3617
3618 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3619
3620 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3621 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3622 If an affine objective function
3623 is given, then the constant should appear in the last column.
3624
3625 =head2 C<isl_polytope_scan>
3626
3627 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3628 all integer points in the polytope.