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