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