export isl_pw_aff_coalesce
[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_dims(
627                 __isl_take isl_local_space *ls,
628                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
629         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
630                 __isl_take isl_local_space *ls,
631                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
632         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
633                 __isl_take isl_local_space *ls,
634                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
635
636 =head2 Input and Output
637
638 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
639 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
640 in some cases.
641
642 =head3 C<isl> format
643
644 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
645 syntax for describing the parameters and allows for the definition
646 of an existentially quantified variable as the integer division
647 of an affine expression.
648 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
649 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
650
651         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
652                                 i - 10 a <= 6) }
653
654 A set or relation can have several disjuncts, separated
655 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
656 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
657 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
658 C<and>.
659
660 =head3 C<PolyLib> format
661
662 If the represented set is a union, then the first line
663 contains a single number representing the number of disjuncts.
664 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
665
666 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
667 The first line contains two numbers representing
668 the number of rows and columns,
669 where the number of rows is equal to the number of constraints
670 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
671 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
672 In each row, the first column indicates whether the constraint
673 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
674 corresponds to the constant term.
675
676 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
677 appear in the last columns before the constant column.
678 The coefficients of any existentially quantified variables appear
679 between those of the set variables and those of the parameters.
680
681 =head3 Extended C<PolyLib> format
682
683 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
684 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
685 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
686 also contains four additional numbers:
687 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
688 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
689 quantified variables) and the number of parameters.
690 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
691 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
692 dimensions is zero.
693
694 =head3 Input
695
696         #include <isl/set.h>
697         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
698                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
699         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
700                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
701         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
702                 FILE *input, int nparam);
703         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
704                 const char *str, int nparam);
705
706         #include <isl/map.h>
707         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
708                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
709         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
710                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
711         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
712                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
713         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
714                 const char *str, int nparam);
715
716         #include <isl/union_set.h>
717         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
718                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
719         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
720                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
721
722         #include <isl/union_map.h>
723         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
724                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
725         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
726                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
727
728 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
729 or the C<isl> format.
730 C<nparam> specifies how many of the final columns in
731 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
732 If input is given in the C<isl> format, then the number
733 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
734 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
735 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
736 are assumed in the C<PolyLib> format.
737
738 =head3 Output
739
740 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
741 be created.
742
743         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
744                 FILE *file);
745         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
746         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
747         __isl_give char *isl_printer_get_str(
748                 __isl_keep isl_printer *printer);
749
750 The behavior of the printer can be modified in various ways
751
752         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
753                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
754         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
755                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
756         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
757                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
758         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
759                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
760         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
761                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
762
763 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
764 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
765 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
766 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
767 C<isl_printer_set_indent>) spaces
768 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
769 In the C<PolyLib> format output,
770 the coefficients of the existentially quantified variables
771 appear between those of the set variables and those
772 of the parameters.
773 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
774 by the specified amount (which may be negative).
775
776 To actually print something, use
777
778         #include <isl/set.h>
779         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
780                 __isl_take isl_printer *printer,
781                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
782         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
783                 __isl_take isl_printer *printer,
784                 __isl_keep isl_set *set);
785
786         #include <isl/map.h>
787         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
788                 __isl_take isl_printer *printer,
789                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
790         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
791                 __isl_take isl_printer *printer,
792                 __isl_keep isl_map *map);
793
794         #include <isl/union_set.h>
795         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
796                 __isl_take isl_printer *p,
797                 __isl_keep isl_union_set *uset);
798
799         #include <isl/union_map.h>
800         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
801                 __isl_take isl_printer *p,
802                 __isl_keep isl_union_map *umap);
803
804 When called on a file printer, the following function flushes
805 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
806
807         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
808                 __isl_take isl_printer *p);
809
810 =head2 Creating New Sets and Relations
811
812 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
813
814 =over
815
816 =item * Empty sets and relations
817
818         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
819                 __isl_take isl_dim *dim);
820         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
821                 __isl_take isl_dim *dim);
822         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
823                 __isl_take isl_dim *dim);
824         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
825                 __isl_take isl_dim *dim);
826         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
827                 __isl_take isl_dim *dim);
828         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
829                 __isl_take isl_dim *dim);
830
831 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
832 is only used to specify the parameters.
833
834 =item * Universe sets and relations
835
836         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
837                 __isl_take isl_dim *dim);
838         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
839                 __isl_take isl_dim *dim);
840         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
841                 __isl_take isl_dim *dim);
842         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
843                 __isl_take isl_dim *dim);
844         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
845                 __isl_take isl_union_set *uset);
846         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
847                 __isl_take isl_union_map *umap);
848
849 The sets and relations constructed by the functions above
850 contain all integer values, while those constructed by the
851 functions below only contain non-negative values.
852
853         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
854                 __isl_take isl_dim *dim);
855         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
856                 __isl_take isl_dim *dim);
857         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
858                 __isl_take isl_dim *dim);
859         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
860                 __isl_take isl_dim *dim);
861
862 =item * Identity relations
863
864         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
865                 __isl_take isl_dim *dim);
866         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
867                 __isl_take isl_dim *dim);
868
869 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
870 to be the same.
871
872 =item * Lexicographic order
873
874         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
875                 __isl_take isl_dim *set_dim);
876         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
877                 __isl_take isl_dim *set_dim);
878         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
879                 __isl_take isl_dim *set_dim);
880         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
881                 __isl_take isl_dim *set_dim);
882         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
883                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
884         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
885                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
886         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
887                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
888         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
889                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
890
891 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
892 and return relations that express that the elements in the domain
893 are lexicographically less
894 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
895 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
896 than the elements in the range.
897 The last four functions take a dimension specification for a map
898 and return relations that express that the first C<n> dimensions
899 in the domain are lexicographically less
900 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
901 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
902 than the first C<n> dimensions in the range.
903
904 =back
905
906 A basic set or relation can be converted to a set or relation
907 using the following functions.
908
909         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
910                 __isl_take isl_basic_set *bset);
911         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
912                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
913
914 Sets and relations can be converted to union sets and relations
915 using the following functions.
916
917         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
918                 __isl_take isl_map *map);
919         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
920                 __isl_take isl_set *set);
921
922 Sets and relations can be copied and freed again using the following
923 functions.
924
925         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
926                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
927         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
928         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
929                 __isl_keep isl_union_set *uset);
930         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
931                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
932         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
933         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
934                 __isl_keep isl_union_map *umap);
935         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
936         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
937         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
938         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
939         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
940         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
941
942 Other sets and relations can be constructed by starting
943 from a universe set or relation, adding equality and/or
944 inequality constraints and then projecting out the
945 existentially quantified variables, if any.
946 Constraints can be constructed, manipulated and
947 added to (basic) sets and relations using the following functions.
948
949         #include <isl/constraint.h>
950         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
951                 __isl_take isl_dim *dim);
952         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
953                 __isl_take isl_dim *dim);
954         void isl_constraint_set_constant(
955                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
956         void isl_constraint_set_coefficient(
957                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
958                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
959         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
960                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
961                 __isl_take isl_constraint *constraint);
962         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
963                 __isl_take isl_basic_set *bset,
964                 __isl_take isl_constraint *constraint);
965         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
966                 __isl_take isl_map *map,
967                 __isl_take isl_constraint *constraint);
968         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
969                 __isl_take isl_set *set,
970                 __isl_take isl_constraint *constraint);
971
972 For example, to create a set containing the even integers
973 between 10 and 42, you would use the following code.
974
975         isl_int v;
976         struct isl_dim *dim;
977         struct isl_constraint *c;
978         struct isl_basic_set *bset;
979
980         isl_int_init(v);
981         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
982         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
983
984         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
985         isl_int_set_si(v, -1);
986         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
987         isl_int_set_si(v, 2);
988         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
989         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
990
991         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
992         isl_int_set_si(v, -10);
993         isl_constraint_set_constant(c, v);
994         isl_int_set_si(v, 1);
995         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
996         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
997
998         c = isl_inequality_alloc(dim);
999         isl_int_set_si(v, 42);
1000         isl_constraint_set_constant(c, v);
1001         isl_int_set_si(v, -1);
1002         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1003         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1004
1005         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1006
1007         isl_int_clear(v);
1008
1009 Or, alternatively,
1010
1011         struct isl_basic_set *bset;
1012         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1013                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
1014
1015 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1016 describing the equalities and the inequalities.
1017
1018         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_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);
1024         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1025                 __isl_take isl_dim *dim,
1026                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1027                 enum isl_dim_type c1,
1028                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1029                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1030
1031 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1032 different kinds of variables appear in the input matrices
1033 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1034 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1035 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1036 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1037
1038 A (basic) relation can also be constructed from a (piecewise) affine expression
1039 or a list of affine expressions (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">).
1040
1041         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1042                 __isl_take isl_aff *aff);
1043         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1044                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1045         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1046                 __isl_take isl_dim *domain_dim,
1047                 __isl_take isl_aff_list *list);
1048
1049 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1050 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1051 of zero affine expressions.
1052
1053 =head2 Inspecting Sets and Relations
1054
1055 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1056 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1057 explained in the following sections.
1058 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1059 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1060 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1061 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1062
1063         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1064                 __isl_take isl_set *set);
1065         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1066                 __isl_take isl_map *map);
1067         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1068                 __isl_take isl_union_set *uset);
1069         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1070                 __isl_take isl_union_map *umap);
1071
1072 This explicit representation defines the existentially quantified
1073 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1074 including earlier existentially quantified variables.
1075 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1076 has a unique value when the values of the other variables are known.
1077 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1078 with the same explicit representations, should appear in the
1079 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1080 either of the following functions.
1081
1082         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1083                 __isl_take isl_set *set);
1084         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1085                 __isl_take isl_map *map);
1086
1087 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1088 using the following functions, which compute an overapproximation.
1089
1090         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1091                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1092         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1093                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1094         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1095                 __isl_take isl_set *set);
1096         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1097                 __isl_take isl_map *map);
1098
1099 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1100
1101         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1102                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1103                 void *user);
1104         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1105                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1106                 void *user);
1107
1108 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1109 from
1110
1111         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1112         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1113
1114 To extract the set or map from a union with a given dimension
1115 specification, use
1116
1117         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1118                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1119                 __isl_take isl_dim *dim);
1120         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1121                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1122                 __isl_take isl_dim *dim);
1123
1124 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1125
1126         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1127                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1128                 void *user);
1129         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1130                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1131                 void *user);
1132
1133 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1134 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1135 occurs, the above functions will return -1.
1136
1137 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1138 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1139 If this is required, then the user should call one of
1140 the following functions first.
1141
1142         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1143                 __isl_take isl_set *set);
1144         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1145                 __isl_take isl_map *map);
1146
1147 The number of basic sets in a set can be obtained
1148 from
1149
1150         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1151
1152 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1153
1154         #include <isl/constraint.h>
1155
1156         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1157                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1158                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1159                 void *user);
1160         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1161
1162 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1163 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1164 occurs, the above functions will return -1.
1165 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1166 Use the following function to find out whether a constraint
1167 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1168
1169         int isl_constraint_is_equality(
1170                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1171
1172 The coefficients of the constraints can be inspected using
1173 the following functions.
1174
1175         void isl_constraint_get_constant(
1176                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1177         void isl_constraint_get_coefficient(
1178                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1179                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1180         int isl_constraint_involves_dims(
1181                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1182                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1183
1184 The explicit representations of the existentially quantified
1185 variables can be inspected using the following functions.
1186 Note that the user is only allowed to use these functions
1187 if the inspected set or map is the result of a call
1188 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1189
1190         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1191                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1192         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1193         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1194                 isl_int *v);
1195         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1196                 isl_int *v);
1197         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1198                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1199
1200 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1201 form, use the following functions.
1202
1203         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1204                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1205                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1206                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1207         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1208                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1209                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1210                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1211         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1212                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1213                 enum isl_dim_type c1,
1214                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1215                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1216         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1217                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1218                 enum isl_dim_type c1,
1219                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1220                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1221
1222 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1223 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1224 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1225 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1226
1227 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1228 read off or set using the following functions.
1229
1230         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1231                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1232         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1233                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1234         const char *isl_set_get_tuple_name(
1235                 __isl_keep isl_set *set);
1236         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1237                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1238                 enum isl_dim_type type);
1239         const char *isl_map_get_tuple_name(
1240                 __isl_keep isl_map *map,
1241                 enum isl_dim_type type);
1242
1243 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1244 an internal data structure.
1245 The names of individual dimensions can be read off using
1246 the following functions.
1247
1248         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1249                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1250                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1251         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1252                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1253                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1254         const char *isl_set_get_dim_name(
1255                 __isl_keep isl_set *set,
1256                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1257         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1258                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1259                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1260         const char *isl_map_get_dim_name(
1261                 __isl_keep isl_map *map,
1262                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1263
1264 These functions are mostly useful to obtain the names
1265 of the parameters.
1266
1267 =head2 Properties
1268
1269 =head3 Unary Properties
1270
1271 =over
1272
1273 =item * Emptiness
1274
1275 The following functions test whether the given set or relation
1276 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1277 any computations, but simply check if the given set or relation
1278 is already known to be empty.
1279
1280         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1281         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1282         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1283         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1284         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1285         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1286         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1287         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1288         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1289         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1290
1291 =item * Universality
1292
1293         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1294         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1295         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1296
1297 =item * Single-valuedness
1298
1299         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1300         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1301
1302 =item * Injectivity
1303
1304         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1305         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1306         int isl_union_map_plain_is_injective(
1307                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1308         int isl_union_map_is_injective(
1309                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1310
1311 =item * Bijectivity
1312
1313         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1314         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1315
1316 =item * Wrapping
1317
1318 The following functions check whether the domain of the given
1319 (basic) set is a wrapped relation.
1320
1321         int isl_basic_set_is_wrapping(
1322                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1323         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1324
1325 =item * Internal Product
1326
1327         int isl_basic_map_can_zip(
1328                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1329         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1330
1331 Check whether the product of domain and range of the given relation
1332 can be computed,
1333 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1334
1335 =back
1336
1337 =head3 Binary Properties
1338
1339 =over
1340
1341 =item * Equality
1342
1343         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1344                 __isl_keep isl_set *set2);
1345         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1346                 __isl_keep isl_set *set2);
1347         int isl_union_set_is_equal(
1348                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1349                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1350         int isl_basic_map_is_equal(
1351                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1352                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1353         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1354                 __isl_keep isl_map *map2);
1355         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1356                 __isl_keep isl_map *map2);
1357         int isl_union_map_is_equal(
1358                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1359                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1360
1361 =item * Disjointness
1362
1363         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1364                 __isl_keep isl_set *set2);
1365
1366 =item * Subset
1367
1368         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1369                 __isl_keep isl_set *set2);
1370         int isl_set_is_strict_subset(
1371                 __isl_keep isl_set *set1,
1372                 __isl_keep isl_set *set2);
1373         int isl_union_set_is_subset(
1374                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1375                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1376         int isl_union_set_is_strict_subset(
1377                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1378                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1379         int isl_basic_map_is_subset(
1380                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1381                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1382         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1383                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1384                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1385         int isl_map_is_subset(
1386                 __isl_keep isl_map *map1,
1387                 __isl_keep isl_map *map2);
1388         int isl_map_is_strict_subset(
1389                 __isl_keep isl_map *map1,
1390                 __isl_keep isl_map *map2);
1391         int isl_union_map_is_subset(
1392                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1393                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1394         int isl_union_map_is_strict_subset(
1395                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1396                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1397
1398 =back
1399
1400 =head2 Unary Operations
1401
1402 =over
1403
1404 =item * Complement
1405
1406         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1407                 __isl_take isl_set *set);
1408
1409 =item * Inverse map
1410
1411         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1412                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1413         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1414                 __isl_take isl_map *map);
1415         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1416                 __isl_take isl_union_map *umap);
1417
1418 =item * Projection
1419
1420         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1421                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1422                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1423         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1424                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1425                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1426         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1427                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1428         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1429                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1430         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1431                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1432         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1433                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1434         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1435                 __isl_take isl_map *bmap);
1436         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1437                 __isl_take isl_map *map);
1438         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1439                 __isl_take isl_union_map *umap);
1440         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1441                 __isl_take isl_union_map *umap);
1442
1443         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1444                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1445         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1446                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1447         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1448         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1449         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1450                 __isl_take isl_union_map *umap);
1451         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1452                 __isl_take isl_union_map *umap);
1453
1454 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1455 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1456
1457 =item * Elimination
1458
1459         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1460                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1461                 unsigned first, unsigned n);
1462
1463 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1464 without removing the dimensions.
1465
1466 =item * Slicing
1467
1468         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
1469                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1470                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1471                 isl_int value);
1472         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
1473                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1474                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1475         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
1476                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1477                 isl_int value);
1478         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
1479                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1480         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
1481                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1482                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1483         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
1484                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1485
1486 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1487 dimension has the fixed given value.
1488
1489 =item * Identity
1490
1491         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1492                 __isl_take isl_set *set);
1493         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1494                 __isl_take isl_union_set *uset);
1495
1496 Construct an identity relation on the given (union) set.
1497
1498 =item * Deltas
1499
1500         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1501                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1502         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1503         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1504                 __isl_take isl_union_map *umap);
1505
1506 These functions return a (basic) set containing the differences
1507 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1508
1509         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1510                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1511         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1512                 __isl_take isl_map *map);
1513         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1514                 __isl_take isl_union_map *umap);
1515
1516 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1517 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1518
1519 =item * Coalescing
1520
1521 Simplify the representation of a set or relation by trying
1522 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1523 basic set or relation.
1524
1525         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1526         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1527         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1528                 __isl_take isl_union_set *uset);
1529         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1530                 __isl_take isl_union_map *umap);
1531
1532 =item * Detecting equalities
1533
1534         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1535                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1536         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1537                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1538         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1539                 __isl_take isl_set *set);
1540         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1541                 __isl_take isl_map *map);
1542         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1543                 __isl_take isl_union_set *uset);
1544         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1545                 __isl_take isl_union_map *umap);
1546
1547 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1548 equalities.
1549
1550 =item * Removing redundant constraints
1551
1552         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1553                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1554         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
1555                 __isl_take isl_set *set);
1556         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1557                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1558         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
1559                 __isl_take isl_map *map);
1560
1561 =item * Convex hull
1562
1563         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1564                 __isl_take isl_set *set);
1565         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1566                 __isl_take isl_map *map);
1567
1568 If the input set or relation has any existentially quantified
1569 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1570
1571 =item * Simple hull
1572
1573         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1574                 __isl_take isl_set *set);
1575         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1576                 __isl_take isl_map *map);
1577         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1578                 __isl_take isl_union_map *umap);
1579
1580 These functions compute a single basic set or relation
1581 that contains the whole input set or relation.
1582 In particular, the output is described by translates
1583 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1584
1585 =begin latex
1586
1587 (See \autoref{s:simple hull}.)
1588
1589 =end latex
1590
1591 =item * Affine hull
1592
1593         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1594                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1595         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1596                 __isl_take isl_set *set);
1597         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1598                 __isl_take isl_union_set *uset);
1599         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1600                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1601         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1602                 __isl_take isl_map *map);
1603         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1604                 __isl_take isl_union_map *umap);
1605
1606 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1607 per space.
1608
1609 =item * Polyhedral hull
1610
1611         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1612                 __isl_take isl_set *set);
1613         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1614                 __isl_take isl_map *map);
1615         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1616                 __isl_take isl_union_set *uset);
1617         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1618                 __isl_take isl_union_map *umap);
1619
1620 These functions compute a single basic set or relation
1621 not involving any existentially quantified variables
1622 that contains the whole input set or relation.
1623 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1624 per space.
1625
1626 =item * Optimization
1627
1628         #include <isl/ilp.h>
1629         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1630                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1631                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1632         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1633                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1634
1635 Compute the maximum of the integer affine expression C<obj>
1636 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1637 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1638 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1639
1640 =item * Parametric optimization
1641
1642         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
1643                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1644
1645 Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
1646 parameters, but independently of the other set dimensions.
1647 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
1648
1649 =item * Dual
1650
1651 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1652 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1653 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1654 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1655 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1656 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1657 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1658 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1659 in future.  In particular, future implementations may use different
1660 dualization algorithms or skip the elimination step.
1661
1662         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1663                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1664         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1665                 __isl_take isl_set *set);
1666         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1667                 __isl_take isl_union_set *bset);
1668         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1669                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1670         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1671                 __isl_take isl_set *set);
1672         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1673                 __isl_take isl_union_set *bset);
1674
1675 =item * Power
1676
1677         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1678                 int *exact);
1679         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1680                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1681
1682 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1683 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1684 I<k>th power of C<map>.
1685 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1686 then C<*exact> is set to C<1>.
1687
1688 =item * Transitive closure
1689
1690         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1691                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1692         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1693                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1694
1695 Compute the transitive closure of C<map>.
1696 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1697 then C<*exact> is set to C<1>.
1698
1699 =item * Reaching path lengths
1700
1701         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1702                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1703
1704 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1705 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1706 end up in the given element.
1707 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1708 then C<*exact> is set to C<1>.
1709 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1710 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1711 In particular, if the input relation is a dependence relation
1712 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1713 to the free schedule.
1714 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1715 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1716 the overapproximation), then you will get an error message.
1717
1718 =item * Wrapping
1719
1720         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1721                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1722         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1723                 __isl_take isl_map *map);
1724         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1725                 __isl_take isl_union_map *umap);
1726         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1727                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1728         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1729                 __isl_take isl_set *set);
1730         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1731                 __isl_take isl_union_set *uset);
1732
1733 =item * Flattening
1734
1735 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1736 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1737 then the name of the space is also removed.
1738
1739         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1740                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1741         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1742                 __isl_take isl_set *set);
1743         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
1744                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1745         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
1746                 __isl_take isl_map *map);
1747         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1748                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1749         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1750                 __isl_take isl_map *map);
1751
1752         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1753                 __isl_take isl_set *set);
1754
1755 The function above constructs a relation
1756 that maps the input set to a flattened version of the set.
1757
1758 =item * Lifting
1759
1760 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1761 to the existentially quantified variables in the input.
1762 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1763 is the original space and the range corresponds to the original
1764 existentially quantified variables.
1765
1766         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1767                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1768         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1769                 __isl_take isl_set *set);
1770         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1771                 __isl_take isl_union_set *uset);
1772
1773 =item * Internal Product
1774
1775         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1776                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1777         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1778                 __isl_take isl_map *map);
1779         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1780                 __isl_take isl_union_map *umap);
1781
1782 Given a relation with nested relations for domain and range,
1783 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1784
1785 =item * Aligning parameters
1786
1787         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1788                 __isl_take isl_set *set,
1789                 __isl_take isl_dim *model);
1790         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
1791                 __isl_take isl_map *map,
1792                 __isl_take isl_dim *model);
1793
1794 Change the order of the parameters of the given set or relation
1795 such that the first parameters match those of C<model>.
1796 This may involve the introduction of extra parameters.
1797 All parameters need to be named.
1798
1799 =item * Dimension manipulation
1800
1801         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1802                 __isl_take isl_set *set,
1803                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1804         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1805                 __isl_take isl_map *map,
1806                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1807
1808 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1809 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1810 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1811 to add new parameters, assuming
1812 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
1813 are not sufficient.
1814
1815 =back
1816
1817 =head2 Binary Operations
1818
1819 The two arguments of a binary operation not only need to live
1820 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1821 the same (number of) parameters.
1822
1823 =head3 Basic Operations
1824
1825 =over
1826
1827 =item * Intersection
1828
1829         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1830                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1831                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1832         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1833                 __isl_take isl_set *set1,
1834                 __isl_take isl_set *set2);
1835         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1836                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1837                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1838         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1839                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1840                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1841         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1842                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1843                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1844         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1845                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1846                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1847         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1848                 __isl_take isl_map *map,
1849                 __isl_take isl_set *set);
1850         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1851                 __isl_take isl_map *map,
1852                 __isl_take isl_set *set);
1853         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1854                 __isl_take isl_map *map1,
1855                 __isl_take isl_map *map2);
1856         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1857                 __isl_take isl_union_map *umap,
1858                 __isl_take isl_union_set *uset);
1859         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1860                 __isl_take isl_union_map *umap,
1861                 __isl_take isl_union_set *uset);
1862         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1863                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1864                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1865
1866 =item * Union
1867
1868         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1869                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1870                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1871         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1872                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1873                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1874         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1875                 __isl_take isl_set *set1,
1876                 __isl_take isl_set *set2);
1877         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1878                 __isl_take isl_map *map1,
1879                 __isl_take isl_map *map2);
1880         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1881                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1882                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1883         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1884                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1885                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1886
1887 =item * Set difference
1888
1889         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1890                 __isl_take isl_set *set1,
1891                 __isl_take isl_set *set2);
1892         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1893                 __isl_take isl_map *map1,
1894                 __isl_take isl_map *map2);
1895         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1896                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1897                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1898         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1899                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1900                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1901
1902 =item * Application
1903
1904         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1905                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1906                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1907         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1908                 __isl_take isl_set *set,
1909                 __isl_take isl_map *map);
1910         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1911                 __isl_take isl_union_set *uset,
1912                 __isl_take isl_union_map *umap);
1913         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1914                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1915                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1916         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1917                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1918                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1919         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1920                 __isl_take isl_map *map1,
1921                 __isl_take isl_map *map2);
1922         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1923                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1924                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1925         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1926                 __isl_take isl_map *map1,
1927                 __isl_take isl_map *map2);
1928         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1929                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1930                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1931
1932 =item * Cartesian Product
1933
1934         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1935                 __isl_take isl_set *set1,
1936                 __isl_take isl_set *set2);
1937         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1938                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1939                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1940         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1941                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1942                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1943         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1944                 __isl_take isl_map *map1,
1945                 __isl_take isl_map *map2);
1946         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1947                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1948                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1949         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1950                 __isl_take isl_map *map1,
1951                 __isl_take isl_map *map2);
1952         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1953                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1954                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1955
1956 The above functions compute the cross product of the given
1957 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1958 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1959 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1960 instead.
1961
1962         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1963                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1964                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1965         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1966                 __isl_take isl_set *set1,
1967                 __isl_take isl_set *set2);
1968         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
1969                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1970                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1971         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
1972                 __isl_take isl_map *map1,
1973                 __isl_take isl_map *map2);
1974         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
1975                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1976                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1977         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1978                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1979                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1980         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1981                 __isl_take isl_map *map1,
1982                 __isl_take isl_map *map2);
1983
1984 =item * Simplification
1985
1986         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1987                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1988                 __isl_take isl_basic_set *context);
1989         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1990                 __isl_take isl_set *context);
1991         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1992                 __isl_take isl_union_set *uset,
1993                 __isl_take isl_union_set *context);
1994         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1995                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1996                 __isl_take isl_basic_map *context);
1997         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1998                 __isl_take isl_map *context);
1999         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2000                 __isl_take isl_union_map *umap,
2001                 __isl_take isl_union_map *context);
2002
2003 The gist operation returns a set or relation that has the
2004 same intersection with the context as the input set or relation.
2005 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2006 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2007 are removed.
2008 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2009 per space.
2010
2011 =back
2012
2013 =head3 Lexicographic Optimization
2014
2015 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2016 the following functions
2017 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2018 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2019 that satisfy C<dom>.
2020 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2021 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2022 has no elements.
2023 In other words, the union of the parameter values
2024 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2025 is equal to C<dom>.
2026
2027         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2028                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2029                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2030                 __isl_give isl_set **empty);
2031         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2032                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2033                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2034                 __isl_give isl_set **empty);
2035         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2036                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2037                 __isl_give isl_set **empty);
2038         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2039                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2040                 __isl_give isl_set **empty);
2041
2042 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2043 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2044 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2045 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2046
2047         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2048                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2049         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2050                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2051         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2052                 __isl_take isl_set *set);
2053         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2054                 __isl_take isl_set *set);
2055         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2056                 __isl_take isl_union_set *uset);
2057         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2058                 __isl_take isl_union_set *uset);
2059
2060 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2061 the following functions
2062 compute a relation that maps each element of C<dom>
2063 to the single lexicographic minimum or maximum
2064 of the elements that are associated to that same
2065 element in C<map> (or C<bmap>).
2066 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2067 that contains the elements in C<dom> that do not map
2068 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2069 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2070 is equal to C<dom>.
2071
2072         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
2073                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2074                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2075                 __isl_give isl_set **empty);
2076         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
2077                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2078                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2079                 __isl_give isl_set **empty);
2080         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
2081                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2082                 __isl_give isl_set **empty);
2083         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
2084                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2085                 __isl_give isl_set **empty);
2086
2087 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2088 return a map mapping each element in the domain of
2089 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2090 of all elements associated to that element.
2091 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2092
2093         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2094                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2095         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2096                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2097         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2098                 __isl_take isl_map *map);
2099         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2100                 __isl_take isl_map *map);
2101         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2102                 __isl_take isl_union_map *umap);
2103         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2104                 __isl_take isl_union_map *umap);
2105
2106 =head2 Lists
2107
2108 Lists are defined over several element types, including
2109 C<isl_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2110 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2111 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2112
2113         #include <isl/list.h>
2114         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2115                 isl_ctx *ctx, int n);
2116         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2117                 __isl_keep isl_set_list *list);
2118         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2119                 __isl_take isl_set_list *list,
2120                 __isl_take isl_set *el);
2121         void isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2122
2123 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2124 C<n> elements.
2125
2126 Lists can be inspected using the following functions.
2127
2128         #include <isl/list.h>
2129         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2130         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2131         __isl_give struct isl_set *isl_set_list_get_set(
2132                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2133         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2134                 int (*fn)(__isl_take struct isl_set *el, void *user),
2135                 void *user);
2136
2137 Lists can be printed using
2138
2139         #include <isl/list.h>
2140         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2141                 __isl_take isl_printer *p,
2142                 __isl_keep isl_set_list *list);
2143
2144 =head2 Matrices
2145
2146 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2147
2148         #include <isl/mat.h>
2149         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2150                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2151         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2152         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2153
2154 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2155 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2156
2157         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2158         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2159         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2160         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2161                 int row, int col, isl_int *v);
2162         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2163                 int row, int col, isl_int v);
2164         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2165                 int row, int col, int v);
2166
2167 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2168 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2169
2170 The following function can be used to compute the (right) inverse
2171 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2172 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2173 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2174
2175         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2176
2177 The following function can be used to compute the (right) kernel
2178 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2179 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2180
2181         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2182
2183 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
2184
2185 The zero quasi affine expression can be created using
2186
2187         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(
2188                 __isl_take isl_local_space *ls);
2189
2190 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
2191 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
2192 be created using the following functions.
2193
2194         #include <isl/aff.h>
2195         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
2196                 __isl_take isl_dim *dim);
2197         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
2198                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
2199
2200 Quasi affine expressions can be copied and free using
2201
2202         #include <isl/aff.h>
2203         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2204         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2205
2206         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
2207                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2208         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2209
2210 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2211 using the following function.  The constraint is required to have
2212 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2213
2214         #include <isl/constraint.h>
2215         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2216                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2217                 enum isl_dim_type type, int pos);
2218
2219 Conversely, an equality constraint equating
2220 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2221 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2222
2223         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2224                 __isl_take isl_aff *aff);
2225         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2226                 __isl_take isl_aff *aff);
2227
2228 The expression can be inspected using
2229
2230         #include <isl/aff.h>
2231         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2232         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2233                 enum isl_dim_type type);
2234         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2235                 __isl_keep isl_aff *aff);
2236         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2237                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2238         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2239                 isl_int *v);
2240         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2241                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2242         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2243                 isl_int *v);
2244         __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(
2245                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2246
2247         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2248         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2249                 enum isl_dim_type type);
2250         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2251
2252 It can be modified using
2253
2254         #include <isl/aff.h>
2255         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
2256                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
2257                 unsigned pos, const char *s);
2258         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2259                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2260         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2261                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2262         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2263                 __isl_take isl_aff *aff,
2264                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2265         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2266                 __isl_take isl_aff *aff,
2267                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2268         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2269                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2270
2271         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2272                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2273         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
2274                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2275         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2276                 __isl_take isl_aff *aff,
2277                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2278
2279 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2280 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2281 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2282 the possibly rational constant or coefficient.
2283
2284 To check whether an affine expressions is obviously zero
2285 or obviously equal to some other affine expression, use
2286
2287         #include <isl/aff.h>
2288         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
2289         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
2290                 __isl_keep isl_aff *aff2);
2291
2292 Operations include
2293
2294         #include <isl/aff.h>
2295         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2296                 __isl_take isl_aff *aff2);
2297         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2298                 __isl_take isl_aff *aff2);
2299         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2300         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2301         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
2302         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2303                 isl_int f);
2304         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2305                 isl_int f);
2306         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
2307                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
2308
2309         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
2310                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
2311
2312         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
2313                 __isl_take isl_set *context);
2314         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
2315                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2316                 __isl_take isl_set *context);
2317
2318         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
2319                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2320
2321 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
2322 containing those elements in the shared space
2323 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
2324
2325         #include <isl/aff.h>
2326         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
2327                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2328                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2329
2330 The function C<isl_pw_aff_max> computes a piecewise quasi-affine
2331 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
2332 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
2333 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
2334 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
2335 associated expression is the defined one.
2336
2337 An expression can be printed using
2338
2339         #include <isl/aff.h>
2340         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2341                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2342
2343         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
2344                 __isl_take isl_printer *p,
2345                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2346
2347 =head2 Points
2348
2349 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2350 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2351 individual elements of a set.
2352 The zero point (the origin) can be created using
2353
2354         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
2355
2356 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2357 using
2358
2359         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2360                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2361         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2362                 __isl_take isl_point *pnt,
2363                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2364
2365         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2366                 __isl_take isl_point *pnt,
2367                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2368         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2369                 __isl_take isl_point *pnt,
2370                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2371
2372 Other properties can be obtained using
2373
2374         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
2375
2376 Points can be copied or freed using
2377
2378         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2379                 __isl_keep isl_point *pnt);
2380         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2381
2382 A singleton set can be created from a point using
2383
2384         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2385                 __isl_take isl_point *pnt);
2386         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2387                 __isl_take isl_point *pnt);
2388
2389 and a box can be created from two opposite extremal points using
2390
2391         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2392                 __isl_take isl_point *pnt1,
2393                 __isl_take isl_point *pnt2);
2394         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2395                 __isl_take isl_point *pnt1,
2396                 __isl_take isl_point *pnt2);
2397
2398 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2399 the following functions.
2400
2401         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2402                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2403                 void *user);
2404         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2405                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2406                 void *user);
2407
2408 The function C<fn> is called for each integer point in
2409 C<set> with as second argument the last argument of
2410 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2411 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2412 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2413 enumerating and return C<-1> as well.
2414 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2415 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2416
2417 To obtain a single point of a (basic) set, use
2418
2419         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2420                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2421         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2422                 __isl_take isl_set *set);
2423
2424 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2425 resulting point will be ``void'', a property that can be
2426 tested using
2427
2428         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2429
2430 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2431
2432 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2433 a parametric point to a rational value.
2434 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2435 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2436 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2437 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2438 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2439 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2440 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2441 the value is assumed to be zero.
2442 For example, the piecewise quasipolynomial
2443
2444         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2445
2446 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2447 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2448 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2449 defined over different domains.
2450 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2451 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2452 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2453 the number of points in the map
2454
2455         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2456
2457 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2458
2459 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2460 using the following functions.
2461
2462         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2463                 __isl_take isl_printer *p,
2464                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2465
2466         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2467                 __isl_take isl_printer *p,
2468                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2469
2470         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2471                 __isl_take isl_printer *p,
2472                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2473
2474 The output format of the printer
2475 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2476 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2477 is supported.
2478 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2479 to set the names of all dimensions
2480
2481         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2482                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2483                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2484                 const char *s);
2485         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2486         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2487                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2488                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2489                 const char *s);
2490
2491 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2492
2493 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2494 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2495 operations such as addition and multiplication
2496 on the resulting quasipolynomials
2497
2498         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2499                 __isl_take isl_dim *dim);
2500         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2501                 __isl_take isl_dim *dim);
2502         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2503                 __isl_take isl_dim *dim);
2504         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2505                 __isl_take isl_dim *dim);
2506         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2507                 __isl_take isl_dim *dim);
2508         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2509                 __isl_take isl_dim *dim,
2510                 const isl_int n, const isl_int d);
2511         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2512                 __isl_take isl_div *div);
2513         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2514                 __isl_take isl_dim *dim,
2515                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2516         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2517                 __isl_take isl_aff *aff);
2518
2519 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2520 with a single cell can be created using the following functions.
2521 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2522 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2523
2524         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2525                 __isl_take isl_dim *dim);
2526         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2527                 __isl_take isl_set *set,
2528                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2529
2530         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2531                 __isl_take isl_dim *dim);
2532         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2533                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2534         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2535                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2536                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2537
2538 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2539 functions.
2540
2541         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2542                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2543         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2544
2545         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2546                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2547         void *isl_pw_qpolynomial_free(
2548                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2549
2550         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2551                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2552         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2553                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2554
2555 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2556
2557 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2558 piecewise quasipolynomial, use the following function
2559
2560         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2561                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2562                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2563                 void *user);
2564
2565 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2566 specification, use
2567
2568         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2569         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2570                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2571                 __isl_take isl_dim *dim);
2572
2573 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2574 use either of the following two functions
2575
2576         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2577                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2578                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2579                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2580                           void *user), void *user);
2581         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2582                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2583                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2584                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2585                           void *user), void *user);
2586
2587 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2588 and C<-1> on failure.  The difference between
2589 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2590 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2591 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2592 compute unique representations for all existentially quantified
2593 variables and then turn these existentially quantified variables
2594 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2595 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2596 will not have any existentially quantified variables, but that
2597 the dimensions of the sets may be different for different
2598 invocations of C<fn>.
2599
2600 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2601 use
2602
2603         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2604                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2605                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2606                           void *user), void *user);
2607
2608 The terms themselves can be inspected and freed using
2609 these functions
2610
2611         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2612                 enum isl_dim_type type);
2613         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2614                 isl_int *n);
2615         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2616                 isl_int *d);
2617         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2618                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2619         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2620                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2621         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2622
2623 Each term is a product of parameters, set variables and
2624 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2625 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2626 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2627 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2628 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2629
2630 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2631
2632 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2633 use the following function.
2634
2635         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2636                 isl_int *n, isl_int *d);
2637
2638 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2639 then the numerator and denominator of the constant
2640 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2641
2642 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2643
2644         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
2645                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
2646         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2647                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2648         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2649                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2650                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2651         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2652                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2653                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2654         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2655                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2656                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2657         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2658                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2659
2660         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2661                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2662                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2663         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2664                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2665                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2666         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2667                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2668                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2669         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2670                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2671         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2672                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2673                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2674
2675         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2676                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2677                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2678         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2679                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2680                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2681         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2682                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2683                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2684
2685         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2686                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2687                 __isl_take isl_point *pnt);
2688
2689         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2690                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2691                 __isl_take isl_point *pnt);
2692
2693         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2694                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2695         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2696                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2697                 __isl_take isl_set *set);
2698
2699         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2700                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2701         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2702                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2703                 __isl_take isl_union_set *uset);
2704
2705         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
2706                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2707                 __isl_take isl_dim *model);
2708
2709         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2710                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2711
2712         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
2713                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2714                 __isl_take isl_set *context);
2715
2716         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2717                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2718                 __isl_take isl_set *context);
2719
2720         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2721                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2722                 __isl_take isl_union_set *context);
2723
2724 The gist operation applies the gist operation to each of
2725 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2726 The context is also exploited
2727 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2728
2729         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2730                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2731         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2732         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2733                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2734
2735 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2736 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2737 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2738 will lie somewhere in between.
2739
2740 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2741
2742 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2743 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2744 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2745 The objects are mainly used to represent the result of
2746 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2747 i.e., as the result of the following function.
2748
2749         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2750                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2751                 enum isl_fold type, int *tight);
2752
2753         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2754                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2755                 enum isl_fold type, int *tight);
2756
2757 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2758 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2759 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2760 of the parameters there is at least
2761 one element in the domain that reaches the bound.
2762 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2763 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2764 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2765 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2766 wrapped relation becomes the domain of the result.
2767
2768 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2769 following functions.
2770
2771         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2772                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2773         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2774                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2775         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2776                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2777         void isl_qpolynomial_fold_free(
2778                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2779         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2780                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2781         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2782                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2783
2784 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2785
2786 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2787 using the following function.
2788
2789         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2790                 __isl_take isl_printer *p,
2791                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2792         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2793                 __isl_take isl_printer *p,
2794                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2795
2796 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2797 output format of the printer
2798 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2799 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2800 output format of the printer
2801 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2802 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2803 to set the names of all dimensions
2804
2805         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2806         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2807                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2808                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2809                 const char *s);
2810
2811 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2812
2813 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2814 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2815
2816         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2817                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2818                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2819                             void *user), void *user);
2820
2821 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2822 use either of the following two functions
2823
2824         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2825                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2826                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2827                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2828                           void *user), void *user);
2829         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2830                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2831                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2832                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2833                           void *user), void *user);
2834
2835 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2836 of the difference between these two functions.
2837
2838 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2839
2840         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2841                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2842                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2843                           void *user), void *user);
2844
2845 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2846
2847         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
2848                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
2849
2850         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2851                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2852                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2853
2854         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2855                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2856                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2857
2858         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2859                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2860                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2861
2862         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2863                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2864                 __isl_take isl_point *pnt);
2865
2866         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2867                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2868                 __isl_take isl_point *pnt);
2869
2870         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2871                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2872         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2873                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2874                 __isl_take isl_union_set *uset);
2875
2876         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2877                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2878
2879         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2880                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2881
2882         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2883                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2884                 __isl_take isl_set *context);
2885
2886         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2887                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2888                 __isl_take isl_union_set *context);
2889
2890 The gist operation applies the gist operation to each of
2891 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2892 In future, the operation will also exploit the context
2893 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2894
2895         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2896         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2897                 __isl_take isl_set *set,
2898                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2899                 int *tight);
2900         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2901         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2902                 __isl_take isl_map *map,
2903                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2904                 int *tight);
2905         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2906         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2907                 __isl_take isl_union_set *uset,
2908                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2909                 int *tight);
2910         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2911         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2912                 __isl_take isl_union_map *umap,
2913                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2914                 int *tight);
2915
2916 The functions taking a map
2917 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2918 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2919 over all elements in the intersection of the range of the map
2920 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2921 as a function of an element in the domain of the map.
2922 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2923 intersection of the set and the domain of the
2924 piecewise quasipolynomial reduction.
2925
2926 =head2 Dependence Analysis
2927
2928 C<isl> contains specialized functionality for performing
2929 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2930 and a collection of possible I<source> access relations,
2931 C<isl> can compute relations that describe
2932 for each iteration of the sink access, which iteration
2933 of which of the source access relations was the last
2934 to access the same data element before the given iteration
2935 of the sink access.
2936 To compute standard flow dependences, the sink should be
2937 a read, while the sources should be writes.
2938 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2939 accesses, then there will be a dependence to the last
2940 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2941 this last I<must> access.
2942 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2943 then memory based dependence analysis is performed.
2944 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2945 then value based dependence analysis is performed.
2946
2947         #include <isl/flow.h>
2948
2949         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2950
2951         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2952                 __isl_take isl_map *sink,
2953                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2954                 int max_source);
2955         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2956                 __isl_take isl_access_info *acc,
2957                 __isl_take isl_map *source, int must,
2958                 void *source_user);
2959         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2960
2961         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2962                 __isl_take isl_access_info *acc);
2963
2964         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2965                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2966                           void *dep_user, void *user),
2967                 void *user);
2968         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2969                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2970         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2971
2972 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2973 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2974 the input for this function or to read off the output.
2975
2976 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2977 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2978 The arguments to this functions are the sink access relation
2979 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2980 access to the user, a callback function for specifying the
2981 relative order of source and sink accesses, and the number
2982 of source access relations that will be added.
2983 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2984 The function is called with two user supplied tokens identifying
2985 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2986 level and the relative order of the two accesses.
2987 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2988 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2989 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2990 it should return I<2 * n>.
2991 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2992 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2993 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2994 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2995 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2996 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2997 The C<source_user> token is again used to identify
2998 the source access.  The range of the source access relation
2999 C<source> should have the same dimension as the range
3000 of the sink access relation.
3001 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
3002 called explicitly, because it is called implicitly by
3003 C<isl_access_info_compute_flow>.
3004
3005 The result of the dependence analysis is collected in an
3006 C<isl_flow>.  There may be elements of
3007 the sink access for which no preceding source access could be
3008 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
3009 The relations containing these elements can be obtained through
3010 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
3011 and the second with C<must> unset.
3012 In the case of standard flow dependence analysis,
3013 with the sink a read and the sources I<must> writes,
3014 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
3015 array elements and the second relation is empty.
3016 The actual flow dependences can be extracted using
3017 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
3018 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
3019 a source and the sink.  The callback function is called
3020 with four arguments, the actual flow dependence relation
3021 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
3022 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
3023 identifying the source and an additional C<void *> with value
3024 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
3025 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
3026 source and if it is not followed by any I<may> sources.
3027
3028 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
3029 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
3030
3031 A higher-level interface to dependence analysis is provided
3032 by the following function.
3033
3034         #include <isl/flow.h>
3035
3036         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
3037                 __isl_take isl_union_map *must_source,
3038                 __isl_take isl_union_map *may_source,
3039                 __isl_take isl_union_map *schedule,
3040                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
3041                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
3042                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
3043                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
3044
3045 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
3046 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
3047 of the domains of the accesses and of the schedule.
3048 The relative order of the iteration domains is given by the
3049 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
3050 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
3051 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
3052 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
3053 any of the other arguments is treated as an error.
3054
3055 =head2 Scheduling
3056
3057 B<The functionality described in this section is fairly new
3058 and may be subject to change.>
3059
3060 The following function can be used to compute a schedule
3061 for a union of domains.  The generated schedule respects
3062 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
3063 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
3064 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
3065 the dependence distances over C<proximity> dependences.
3066 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
3067 for groups of domains where the dependence distances have only
3068 non-negative values.
3069 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
3070 of C<Pluto>.
3071
3072         #include <isl/schedule.h>
3073         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
3074                 __isl_take isl_union_set *domain,
3075                 __isl_take isl_union_map *validity,
3076                 __isl_take isl_union_map *proximity);
3077         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
3078
3079 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
3080 from an C<isl_schedule> using the following function.
3081
3082         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
3083                 __isl_keep isl_schedule *sched);
3084
3085 A representation of the schedule can be printed using
3086          
3087         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
3088                 __isl_take isl_printer *p,
3089                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3090
3091 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
3092 using the following function.
3093
3094         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3095                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3096
3097 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
3098 The bands inside the list can be copied and freed using the following
3099 functions.
3100
3101         #include <isl/band.h>
3102         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
3103                 __isl_keep isl_band *band);
3104         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
3105
3106 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
3107 These are referred to as the members of the band.
3108 The section of the schedule that corresponds to the band is
3109 referred to as the partial schedule of the band.
3110 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
3111 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
3112 dimensions form the suffix schedule.
3113 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
3114 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
3115 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
3116 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
3117 The properties of a band can be inspected using the following functions.
3118
3119         #include <isl/band.h>
3120         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
3121
3122         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
3123         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
3124                 __isl_keep isl_band *band);
3125
3126         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
3127                 __isl_keep isl_band *band);
3128         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
3129                 __isl_keep isl_band *band);
3130         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
3131                 __isl_keep isl_band *band);
3132
3133         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
3134         int isl_band_member_is_zero_distance(
3135                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
3136
3137 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
3138 distance'' if it does not carry any proximity dependences
3139 within its band.
3140 That is, if the dependence distances of the proximity
3141 dependences are all zero in that direction (for fixed
3142 iterations of outer bands).
3143
3144 A representation of the band can be printed using
3145
3146         #include <isl/band.h>
3147         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
3148                 __isl_take isl_printer *p,
3149                 __isl_keep isl_band *band);
3150
3151 Alternatively, the schedule mapping
3152 can also be obtained in pieces using the following functions.
3153
3154         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
3155         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
3156                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
3157
3158 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
3159 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
3160 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
3161 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
3162 different domains may be completely unrelated.
3163 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
3164 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
3165 bands are all zero.
3166
3167 =head2 Parametric Vertex Enumeration
3168
3169 The parametric vertex enumeration described in this section
3170 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
3171 library.
3172
3173         #include <isl/vertices.h>
3174         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3175                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3176
3177 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3178 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3179 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3180 This information can be queried by either iterating over all
3181 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3182 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3183
3184         int isl_vertices_foreach_vertex(
3185                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3186                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3187                 void *user);
3188
3189         int isl_vertices_foreach_cell(
3190                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3191                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3192                 void *user);
3193         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3194                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3195                 void *user);
3196
3197 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3198 the following.
3199
3200         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3201                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3202         int isl_vertices_get_n_vertices(
3203                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3204         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3205
3206 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3207
3208         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3209         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3210         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3211                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3212         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3213                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3214         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3215
3216 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3217 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3218 of the vertex.
3219 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3220 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3221 and should not be mixed with integer sets.
3222
3223 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3224
3225         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3226         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3227                 __isl_keep isl_cell *cell);
3228         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3229
3230 =head1 Applications
3231
3232 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3233 it also contains some basic applications that use some
3234 of the functionality of C<isl>.
3235 The input may be specified in either the L<isl format>
3236 or the L<PolyLib format>.
3237
3238 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3239
3240 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3241 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3242 The first column in the output is the denominator and is always
3243 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3244 then a vector of length zero is printed.
3245
3246 =head2 C<isl_pip>
3247
3248 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3249 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3250 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3251 of constraints on a parametric polyhedron.
3252 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3253 (but before the final constant column).
3254 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3255 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3256 is just a dump of the internal state.
3257
3258 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3259
3260 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3261 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3262 If an affine objective function
3263 is given, then the constant should appear in the last column.
3264
3265 =head2 C<isl_polytope_scan>
3266
3267 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3268 all integer points in the polytope.