add isl_constraint_get_dim
[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 =head1 Installation
83
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
89
90 =head2 Installation from the git repository
91
92 =over
93
94 =item 1 Clone or update the repository
95
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
98
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
100
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
102
103         git pull
104
105 =item 2 Generate C<configure>
106
107         ./autogen.sh
108
109 =back
110
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
113
114 =head2 Common installation instructions
115
116 =over
117
118 =item 1 Obtain C<GMP>
119
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
125
126 =item 2 Configure
127
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
130
131         ./configure
132
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
135
136         ./configure --help
137
138 Below we discuss some of the more common options.
139
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
149
150 =over
151
152 =item C<--prefix>
153
154 Installation prefix for C<isl>
155
156 =item C<--with-gmp-prefix>
157
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
159
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
161
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
163
164 =item C<--with-piplib>
165
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
167
168 =item C<--with-piplib-prefix>
169
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
171
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
173
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
175
176 =item C<--with-piplib-builddir>
177
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
179
180 =back
181
182 =item 3 Compile
183
184         make
185
186 =item 4 Install (optional)
187
188         make install
189
190 =back
191
192 =head1 Library
193
194 =head2 Initialization
195
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
205
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
210
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
213
214 =head2 Integers
215
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
234
235 =over
236
237 =item isl_int_init(i)
238
239 =item isl_int_clear(i)
240
241 =item isl_int_set(r,i)
242
243 =item isl_int_set_si(r,i)
244
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
246
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
248
249 =item isl_int_abs(r,i)
250
251 =item isl_int_neg(r,i)
252
253 =item isl_int_swap(i,j)
254
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
256
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
258
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
260
261 =item isl_int_add(r,i,j)
262
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
264
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
266
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
268
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
270
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
272
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
274
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
276
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
278
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
280
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
282
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
284
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
286
287 =item isl_int_read(r,s)
288
289 =item isl_int_print(out,i,width)
290
291 =item isl_int_sgn(i)
292
293 =item isl_int_cmp(i,j)
294
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
296
297 =item isl_int_eq(i,j)
298
299 =item isl_int_ne(i,j)
300
301 =item isl_int_lt(i,j)
302
303 =item isl_int_le(i,j)
304
305 =item isl_int_gt(i,j)
306
307 =item isl_int_ge(i,j)
308
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
310
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
312
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
314
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
316
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
318
319 =item isl_int_is_zero(i)
320
321 =item isl_int_is_one(i)
322
323 =item isl_int_is_negone(i)
324
325 =item isl_int_is_pos(i)
326
327 =item isl_int_is_neg(i)
328
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
330
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
332
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
334
335 =back
336
337 =head2 Sets and Relations
338
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
354
355 =head2 Memory Management
356
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
366
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
371
372 =over
373
374 =item C<__isl_give>
375
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
384
385 =item C<__isl_take>
386
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
397
398 =item C<__isl_keep>
399
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
405
406 =back
407
408 =head2 Dimension Specifications
409
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
412
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
422
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
433
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
440
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
445
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
449
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
454
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
458
459         #include <isl/constraint.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
461                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
462
463         #include <isl/polynomial.h>
464         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
466         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
467                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
468         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
469                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
470         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
471                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
472
473 The names of the individual dimensions may be set or read off
474 using the following functions.
475
476         #include <isl/dim.h>
477         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
478                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
479                                  __isl_keep const char *name);
480         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
481                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
482
483 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
484 data structure, so the result can only be used while the
485 corresponding C<isl_dim> is alive.
486 Also note that every function that operates on two sets or relations
487 requires that both arguments have the same parameters.  This also
488 means that if one of the arguments has named parameters, then the
489 other needs to have named parameters too and the names need to match.
490 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
491 have different parameters (as long as they are named), in which case
492 the result will have as parameters the union of the parameters of
493 the arguments.
494
495 The names of entire spaces may be set or read off
496 using the following functions.
497
498         #include <isl/dim.h>
499         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
500                 __isl_take isl_dim *dim,
501                 enum isl_dim_type type, const char *s);
502         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
503                 enum isl_dim_type type);
504
505 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
506 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
507 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
508 data structure.
509 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
510 to have the same name.
511
512 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
513 the domain or range of a relation can be a nested relation.
514 The following functions can be used to construct and deconstruct
515 such nested dimension specifications.
516
517         #include <isl/dim.h>
518         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
519         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
521
522 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
523 be the dimension specification of a set, while that of
524 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
525 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
526 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
527 of a set.
528
529 Dimension specifications can be created from other dimension
530 specifications using the following functions.
531
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
534         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
536         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
538                 __isl_take isl_dim *right);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
542                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
546                 __isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
548
549 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
550 the name and the internal structure are lost.
551
552 =head2 Input and Output
553
554 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
555 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
556 in some cases.
557
558 =head3 C<isl> format
559
560 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
561 syntax for describing the parameters and allows for the definition
562 of an existentially quantified variable as the integer division
563 of an affine expression.
564 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
565 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
566
567         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
568                                 i - 10 a <= 6) }
569
570 A set or relation can have several disjuncts, separated
571 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
572 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
573 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
574 C<and>.
575
576 =head3 C<PolyLib> format
577
578 If the represented set is a union, then the first line
579 contains a single number representing the number of disjuncts.
580 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
581
582 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
583 The first line contains two numbers representing
584 the number of rows and columns,
585 where the number of rows is equal to the number of constraints
586 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
587 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
588 In each row, the first column indicates whether the constraint
589 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
590 corresponds to the constant term.
591
592 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
593 appear in the last columns before the constant column.
594 The coefficients of any existentially quantified variables appear
595 between those of the set variables and those of the parameters.
596
597 =head3 Extended C<PolyLib> format
598
599 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
600 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
601 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
602 also contains four additional numbers:
603 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
604 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
605 quantified variables) and the number of parameters.
606 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
607 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
608 dimensions is zero.
609
610 =head3 Input
611
612         #include <isl/set.h>
613         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
614                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
616                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
617         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
618                 FILE *input, int nparam);
619         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
620                 const char *str, int nparam);
621
622         #include <isl/map.h>
623         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
624                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
626                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
627         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
628                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
629         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
630                 const char *str, int nparam);
631
632         #include <isl/union_set.h>
633         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
634                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
635         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
636                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
637
638         #include <isl/union_map.h>
639         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
640                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
642                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
643
644 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
645 or the C<isl> format.
646 C<nparam> specifies how many of the final columns in
647 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
648 If input is given in the C<isl> format, then the number
649 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
650 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
651 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
652 are assumed in the C<PolyLib> format.
653
654 =head3 Output
655
656 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
657 be created.
658
659         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
660                 FILE *file);
661         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
662         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
663         __isl_give char *isl_printer_get_str(
664                 __isl_keep isl_printer *printer);
665
666 The behavior of the printer can be modified in various ways
667
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
669                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
671                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
673                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
674         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
675                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
676
677 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
678 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
679 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
680 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
681 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
682 In the C<PolyLib> format output,
683 the coefficients of the existentially quantified variables
684 appear between those of the set variables and those
685 of the parameters.
686
687 To actually print something, use
688
689         #include <isl/set.h>
690         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
691                 __isl_take isl_printer *printer,
692                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
693         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
694                 __isl_take isl_printer *printer,
695                 __isl_keep isl_set *set);
696
697         #include <isl/map.h>
698         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
699                 __isl_take isl_printer *printer,
700                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
701         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
702                 __isl_take isl_printer *printer,
703                 __isl_keep isl_map *map);
704
705         #include <isl/union_set.h>
706         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
707                 __isl_take isl_printer *p,
708                 __isl_keep isl_union_set *uset);
709
710         #include <isl/union_map.h>
711         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
712                 __isl_take isl_printer *p,
713                 __isl_keep isl_union_map *umap);
714
715 When called on a file printer, the following function flushes
716 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
717
718         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
719                 __isl_take isl_printer *p);
720
721 =head2 Creating New Sets and Relations
722
723 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
724
725 =over
726
727 =item * Empty sets and relations
728
729         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
737         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
738                 __isl_take isl_dim *dim);
739         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
740                 __isl_take isl_dim *dim);
741
742 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
743 is only used to specify the parameters.
744
745 =item * Universe sets and relations
746
747         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
751         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
752                 __isl_take isl_dim *dim);
753         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
754                 __isl_take isl_dim *dim);
755
756 The sets and relations constructed by the functions above
757 contain all integer values, while those constructed by the
758 functions below only contain non-negative values.
759
760         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
761                 __isl_take isl_dim *dim);
762         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
763                 __isl_take isl_dim *dim);
764         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
765                 __isl_take isl_dim *dim);
766         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
767                 __isl_take isl_dim *dim);
768
769 =item * Identity relations
770
771         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
772                 __isl_take isl_dim *dim);
773         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
774                 __isl_take isl_dim *dim);
775
776 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
777 to be the same.
778
779 =item * Lexicographic order
780
781         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
782                 __isl_take isl_dim *set_dim);
783         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
784                 __isl_take isl_dim *set_dim);
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
786                 __isl_take isl_dim *set_dim);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
788                 __isl_take isl_dim *set_dim);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
790                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
792                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
793         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
794                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
795         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
796                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
797
798 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
799 and return relations that express that the elements in the domain
800 are lexicographically less
801 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
802 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
803 than the elements in the range.
804 The last four functions take a dimension specification for a map
805 and return relations that express that the first C<n> dimensions
806 in the domain are lexicographically less
807 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
808 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
809 than the first C<n> dimensions in the range.
810
811 =back
812
813 A basic set or relation can be converted to a set or relation
814 using the following functions.
815
816         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
817                 __isl_take isl_basic_set *bset);
818         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
819                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
820
821 Sets and relations can be converted to union sets and relations
822 using the following functions.
823
824         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
825                 __isl_take isl_map *map);
826         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
827                 __isl_take isl_set *set);
828
829 Sets and relations can be copied and freed again using the following
830 functions.
831
832         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
833                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
834         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
835         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
836                 __isl_keep isl_union_set *uset);
837         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
838                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
839         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
840         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
841                 __isl_keep isl_union_map *umap);
842         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
843         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
844         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
845         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
846         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
847         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
848
849 Other sets and relations can be constructed by starting
850 from a universe set or relation, adding equality and/or
851 inequality constraints and then projecting out the
852 existentially quantified variables, if any.
853 Constraints can be constructed, manipulated and
854 added to basic sets and relations using the following functions.
855
856         #include <isl/constraint.h>
857         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
858                 __isl_take isl_dim *dim);
859         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
860                 __isl_take isl_dim *dim);
861         void isl_constraint_set_constant(
862                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
863         void isl_constraint_set_coefficient(
864                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
865                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
866         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
867                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
868                 __isl_take isl_constraint *constraint);
869         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
870                 __isl_take isl_basic_set *bset,
871                 __isl_take isl_constraint *constraint);
872
873 For example, to create a set containing the even integers
874 between 10 and 42, you would use the following code.
875
876         isl_int v;
877         struct isl_dim *dim;
878         struct isl_constraint *c;
879         struct isl_basic_set *bset;
880
881         isl_int_init(v);
882         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
883         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
884
885         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
886         isl_int_set_si(v, -1);
887         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
888         isl_int_set_si(v, 2);
889         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
890         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
891
892         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
893         isl_int_set_si(v, -10);
894         isl_constraint_set_constant(c, v);
895         isl_int_set_si(v, 1);
896         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
897         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
898
899         c = isl_inequality_alloc(dim);
900         isl_int_set_si(v, 42);
901         isl_constraint_set_constant(c, v);
902         isl_int_set_si(v, -1);
903         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
904         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
905
906         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
907
908         isl_int_clear(v);
909
910 Or, alternatively,
911
912         struct isl_basic_set *bset;
913         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
914                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
915
916 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
917 describing the equalities and the inequalities.
918
919         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
920                 __isl_take isl_dim *dim,
921                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
922                 enum isl_dim_type c1,
923                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
924                 enum isl_dim_type c4);
925         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
926                 __isl_take isl_dim *dim,
927                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
928                 enum isl_dim_type c1,
929                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
930                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
931
932 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
933 different kinds of variables appear in the input matrices
934 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
935 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
936 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
937 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
938
939 =head2 Inspecting Sets and Relations
940
941 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
942 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
943 explained in the following sections.
944 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
945 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
946 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
947 an explicit representation of the existentially quantified variables.
948
949         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
950                 __isl_take isl_set *set);
951         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
952                 __isl_take isl_map *map);
953         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
954                 __isl_take isl_union_set *uset);
955         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
956                 __isl_take isl_union_map *umap);
957
958 This explicit representation defines the existentially quantified
959 variables as integer divisions of the other variables, possibly
960 including earlier existentially quantified variables.
961 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
962 has a unique value when the values of the other variables are known.
963 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
964 with the same explicit representations, should appear in the
965 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
966 either of the following functions.
967
968         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
969                 __isl_take isl_set *set);
970         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
971                 __isl_take isl_map *map);
972
973 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
974 using the following functions, which compute an overapproximation.
975
976         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
977                 __isl_take isl_basic_set *bset);
978         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
979                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
980         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
981                 __isl_take isl_set *set);
982         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
983                 __isl_take isl_map *map);
984
985 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
986
987         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
988                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
989                 void *user);
990         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
991                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
992                 void *user);
993
994 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
995 from
996
997         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
998         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
999
1000 To extract the set or map from a union with a given dimension
1001 specification, use
1002
1003         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1004                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1005                 __isl_take isl_dim *dim);
1006         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1007                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1008                 __isl_take isl_dim *dim);
1009
1010 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1011
1012         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1013                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1014                 void *user);
1015         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1016                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1017                 void *user);
1018
1019 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1020 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1021 occurs, the above functions will return -1.
1022
1023 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1024 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1025 If this is required, then the user should call one of
1026 the following functions first.
1027
1028         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1029                 __isl_take isl_set *set);
1030         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1031                 __isl_take isl_map *map);
1032
1033 The number of basic sets in a set can be obtained
1034 from
1035
1036         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1037
1038 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1039
1040         #include <isl/constraint.h>
1041
1042         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1043                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1044                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1045                 void *user);
1046         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1047
1048 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1049 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1050 occurs, the above functions will return -1.
1051 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1052 Use the following function to find out whether a constraint
1053 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1054
1055         int isl_constraint_is_equality(
1056                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1057
1058 The coefficients of the constraints can be inspected using
1059 the following functions.
1060
1061         void isl_constraint_get_constant(
1062                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1063         void isl_constraint_get_coefficient(
1064                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1065                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1066
1067 The explicit representations of the existentially quantified
1068 variables can be inspected using the following functions.
1069 Note that the user is only allowed to use these functions
1070 if the inspected set or map is the result of a call
1071 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1072
1073         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1074                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1075         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1076                 isl_int *v);
1077         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1078                 isl_int *v);
1079         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1080                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1081
1082 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1083 form, use the following functions.
1084
1085         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1086                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1087                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1088                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1089         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1090                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1091                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1092                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1093         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1094                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1095                 enum isl_dim_type c1,
1096                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1097                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1098         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1099                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1100                 enum isl_dim_type c1,
1101                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1102                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1103
1104 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1105 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1106 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1107 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1108
1109 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1110 read off using the following functions.
1111
1112         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1113                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1114         const char *isl_set_get_tuple_name(
1115                 __isl_keep isl_set *set);
1116         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1117                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1118                 enum isl_dim_type type);
1119         const char *isl_map_get_tuple_name(
1120                 __isl_keep isl_map *map,
1121                 enum isl_dim_type type);
1122
1123 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1124 an internal data structure.
1125 The names of individual dimensions can be read off using
1126 the following functions.
1127
1128         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1129                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1130                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1131         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1132                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1133                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1134         const char *isl_set_get_dim_name(
1135                 __isl_keep isl_set *set,
1136                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1137         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1138                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1139                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1140         const char *isl_map_get_dim_name(
1141                 __isl_keep isl_map *map,
1142                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1143
1144 These functions are mostly useful to obtain the names
1145 of the parameters.
1146
1147 =head2 Properties
1148
1149 =head3 Unary Properties
1150
1151 =over
1152
1153 =item * Emptiness
1154
1155 The following functions test whether the given set or relation
1156 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1157 any computations, but simply check if the given set or relation
1158 is already known to be empty.
1159
1160         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1161         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1162         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1163         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1164         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1165         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1166         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1167         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1168         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1169
1170 =item * Universality
1171
1172         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1173         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1174         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1175
1176 =item * Single-valuedness
1177
1178         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1179         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1180
1181 =item * Injectivity
1182
1183         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1184         int isl_union_map_is_injective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1185
1186 =item * Bijectivity
1187
1188         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1189         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1190
1191 =item * Wrapping
1192
1193 The following functions check whether the domain of the given
1194 (basic) set is a wrapped relation.
1195
1196         int isl_basic_set_is_wrapping(
1197                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1198         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1199
1200 =item * Internal Product
1201
1202         int isl_basic_map_can_zip(
1203                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1204         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1205
1206 Check whether the product of domain and range of the given relation
1207 can be computed,
1208 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1209
1210 =back
1211
1212 =head3 Binary Properties
1213
1214 =over
1215
1216 =item * Equality
1217
1218         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1219                 __isl_keep isl_set *set2);
1220         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1221                 __isl_keep isl_set *set2);
1222         int isl_union_set_is_equal(
1223                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1224                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1225         int isl_basic_map_is_equal(
1226                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1227                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1228         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1229                 __isl_keep isl_map *map2);
1230         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1231                 __isl_keep isl_map *map2);
1232         int isl_union_map_is_equal(
1233                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1234                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1235
1236 =item * Disjointness
1237
1238         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1239                 __isl_keep isl_set *set2);
1240
1241 =item * Subset
1242
1243         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1244                 __isl_keep isl_set *set2);
1245         int isl_set_is_strict_subset(
1246                 __isl_keep isl_set *set1,
1247                 __isl_keep isl_set *set2);
1248         int isl_union_set_is_subset(
1249                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1250                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1251         int isl_union_set_is_strict_subset(
1252                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1253                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1254         int isl_basic_map_is_subset(
1255                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1256                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1257         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1258                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1259                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1260         int isl_map_is_subset(
1261                 __isl_keep isl_map *map1,
1262                 __isl_keep isl_map *map2);
1263         int isl_map_is_strict_subset(
1264                 __isl_keep isl_map *map1,
1265                 __isl_keep isl_map *map2);
1266         int isl_union_map_is_subset(
1267                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1268                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1269         int isl_union_map_is_strict_subset(
1270                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1271                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1272
1273 =back
1274
1275 =head2 Unary Operations
1276
1277 =over
1278
1279 =item * Complement
1280
1281         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1282                 __isl_take isl_set *set);
1283
1284 =item * Inverse map
1285
1286         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1287                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1288         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1289                 __isl_take isl_map *map);
1290         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1291                 __isl_take isl_union_map *umap);
1292
1293 =item * Projection
1294
1295         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1296                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1297                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1298         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1299                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1300                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1301         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1302                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1303         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1304                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1305         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1306                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1307         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1308                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1309         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1310                 __isl_take isl_map *bmap);
1311         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1312                 __isl_take isl_map *map);
1313         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1314                 __isl_take isl_union_map *umap);
1315         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1316                 __isl_take isl_union_map *umap);
1317
1318         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1319                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1320         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1321                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1322         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1323         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1324         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1325                 __isl_take isl_union_map *umap);
1326         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1327                 __isl_take isl_union_map *umap);
1328
1329 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1330 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1331
1332 =item * Identity
1333
1334         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1335                 __isl_take isl_set *set);
1336         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1337                 __isl_take isl_union_set *uset);
1338
1339 Construct an identity relation on the given (union) set.
1340
1341 =item * Deltas
1342
1343         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1344                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1345         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1346         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1347                 __isl_take isl_union_map *umap);
1348
1349 These functions return a (basic) set containing the differences
1350 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1351
1352         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1353                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1354         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1355                 __isl_take isl_map *map);
1356         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1357                 __isl_take isl_union_map *umap);
1358
1359 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1360 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1361
1362 =item * Coalescing
1363
1364 Simplify the representation of a set or relation by trying
1365 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1366 basic set or relation.
1367
1368         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1369         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1370         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1371                 __isl_take isl_union_set *uset);
1372         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1373                 __isl_take isl_union_map *umap);
1374
1375 =item * Detecting equalities
1376
1377         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1378                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1379         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1380                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1381         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1382                 __isl_take isl_set *set);
1383         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1384                 __isl_take isl_map *map);
1385         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1386                 __isl_take isl_union_set *uset);
1387         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1388                 __isl_take isl_union_map *umap);
1389
1390 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1391 equalities.
1392
1393 =item * Convex hull
1394
1395         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1396                 __isl_take isl_set *set);
1397         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1398                 __isl_take isl_map *map);
1399
1400 If the input set or relation has any existentially quantified
1401 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1402
1403 =item * Simple hull
1404
1405         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1406                 __isl_take isl_set *set);
1407         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1408                 __isl_take isl_map *map);
1409         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1410                 __isl_take isl_union_map *umap);
1411
1412 These functions compute a single basic set or relation
1413 that contains the whole input set or relation.
1414 In particular, the output is described by translates
1415 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1416
1417 =begin latex
1418
1419 (See \autoref{s:simple hull}.)
1420
1421 =end latex
1422
1423 =item * Affine hull
1424
1425         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1426                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1427         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1428                 __isl_take isl_set *set);
1429         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1430                 __isl_take isl_union_set *uset);
1431         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1432                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1433         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1434                 __isl_take isl_map *map);
1435         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1436                 __isl_take isl_union_map *umap);
1437
1438 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1439 per space.
1440
1441 =item * Polyhedral hull
1442
1443         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1444                 __isl_take isl_set *set);
1445         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1446                 __isl_take isl_map *map);
1447         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1448                 __isl_take isl_union_set *uset);
1449         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1450                 __isl_take isl_union_map *umap);
1451
1452 These functions compute a single basic set or relation
1453 not involving any existentially quantified variables
1454 that contains the whole input set or relation.
1455 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1456 per space.
1457
1458 =item * Dual
1459
1460 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1461 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1462 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1463 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1464 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1465 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1466 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1467 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1468 in future.  In particular, future implementations may use different
1469 dualization algorithms or skip the elimination step.
1470
1471         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1472                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1473         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1474                 __isl_take isl_set *set);
1475         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1476                 __isl_take isl_union_set *bset);
1477         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1478                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1479         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1480                 __isl_take isl_set *set);
1481         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1482                 __isl_take isl_union_set *bset);
1483
1484 =item * Power
1485
1486         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1487                 int *exact);
1488         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1489                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1490
1491 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1492 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1493 I<k>th power of C<map>.
1494 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1495 then C<*exact> is set to C<1>.
1496
1497 =item * Transitive closure
1498
1499         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1500                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1501         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1502                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1503
1504 Compute the transitive closure of C<map>.
1505 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1506 then C<*exact> is set to C<1>.
1507
1508 =item * Reaching path lengths
1509
1510         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1511                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1512
1513 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1514 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1515 end up in the given element.
1516 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1517 then C<*exact> is set to C<1>.
1518 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1519 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1520 In particular, if the input relation is a dependence relation
1521 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1522 to the free schedule.
1523 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1524 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1525 the overapproximation), then you will get an error message.
1526
1527 =item * Wrapping
1528
1529         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1530                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1531         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1532                 __isl_take isl_map *map);
1533         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1534                 __isl_take isl_union_map *umap);
1535         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1536                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1537         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1538                 __isl_take isl_set *set);
1539         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1540                 __isl_take isl_union_set *uset);
1541
1542 =item * Flattening
1543
1544 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1545 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1546 then the name of the space is also removed.
1547
1548         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1549                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1550         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1551                 __isl_take isl_set *set);
1552         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1553                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1554         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1555                 __isl_take isl_map *map);
1556
1557         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1558                 __isl_take isl_set *set);
1559
1560 The function above constructs a relation
1561 that maps the input set to a flattened version of the set.
1562
1563 =item * Lifting
1564
1565 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1566 to the existentially quantified variables in the input.
1567 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1568 is the original space and the range corresponds to the original
1569 existentially quantified variables.
1570
1571         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1572                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1573         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1574                 __isl_take isl_set *set);
1575         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1576                 __isl_take isl_union_set *uset);
1577
1578 =item * Internal Product
1579
1580         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1581                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1582         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1583                 __isl_take isl_map *map);
1584         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1585                 __isl_take isl_union_map *umap);
1586
1587 Given a relation with nested relations for domain and range,
1588 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1589
1590 =item * Dimension manipulation
1591
1592         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1593                 __isl_take isl_set *set,
1594                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1595         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1596                 __isl_take isl_map *map,
1597                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1598
1599 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1600 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1601 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1602 to add new parameters.
1603
1604 =back
1605
1606 =head2 Binary Operations
1607
1608 The two arguments of a binary operation not only need to live
1609 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1610 the same (number of) parameters.
1611
1612 =head3 Basic Operations
1613
1614 =over
1615
1616 =item * Intersection
1617
1618         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1619                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1620                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1621         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1622                 __isl_take isl_set *set1,
1623                 __isl_take isl_set *set2);
1624         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1625                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1626                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1627         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1628                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1629                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1630         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1631                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1632                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1633         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1634                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1635                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1636         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1637                 __isl_take isl_map *map,
1638                 __isl_take isl_set *set);
1639         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1640                 __isl_take isl_map *map,
1641                 __isl_take isl_set *set);
1642         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1643                 __isl_take isl_map *map1,
1644                 __isl_take isl_map *map2);
1645         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1646                 __isl_take isl_union_map *umap,
1647                 __isl_take isl_union_set *uset);
1648         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1649                 __isl_take isl_union_map *umap,
1650                 __isl_take isl_union_set *uset);
1651         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1652                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1653                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1654
1655 =item * Union
1656
1657         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1658                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1659                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1660         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1661                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1662                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1663         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1664                 __isl_take isl_set *set1,
1665                 __isl_take isl_set *set2);
1666         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1667                 __isl_take isl_map *map1,
1668                 __isl_take isl_map *map2);
1669         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1670                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1671                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1672         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1673                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1674                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1675
1676 =item * Set difference
1677
1678         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1679                 __isl_take isl_set *set1,
1680                 __isl_take isl_set *set2);
1681         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1682                 __isl_take isl_map *map1,
1683                 __isl_take isl_map *map2);
1684         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1685                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1686                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1687         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1688                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1689                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1690
1691 =item * Application
1692
1693         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1694                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1695                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1696         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1697                 __isl_take isl_set *set,
1698                 __isl_take isl_map *map);
1699         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1700                 __isl_take isl_union_set *uset,
1701                 __isl_take isl_union_map *umap);
1702         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1703                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1704                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1705         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1706                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1707                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1708         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1709                 __isl_take isl_map *map1,
1710                 __isl_take isl_map *map2);
1711         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1712                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1713                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1714         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1715                 __isl_take isl_map *map1,
1716                 __isl_take isl_map *map2);
1717         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1718                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1719                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1720
1721 =item * Cartesian Product
1722
1723         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1724                 __isl_take isl_set *set1,
1725                 __isl_take isl_set *set2);
1726         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1727                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1728                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1729         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1730                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1731                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1732         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1733                 __isl_take isl_map *map1,
1734                 __isl_take isl_map *map2);
1735         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1736                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1737                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1738         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1739                 __isl_take isl_map *map1,
1740                 __isl_take isl_map *map2);
1741         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1742                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1743                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1744
1745 The above functions compute the cross product of the given
1746 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1747 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1748 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1749 instead.
1750
1751         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1752                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1753                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1754         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1755                 __isl_take isl_set *set1,
1756                 __isl_take isl_set *set2);
1757         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1758                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1759                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1760         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1761                 __isl_take isl_map *map1,
1762                 __isl_take isl_map *map2);
1763
1764 =item * Simplification
1765
1766         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1767                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1768                 __isl_take isl_basic_set *context);
1769         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1770                 __isl_take isl_set *context);
1771         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1772                 __isl_take isl_union_set *uset,
1773                 __isl_take isl_union_set *context);
1774         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1775                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1776                 __isl_take isl_basic_map *context);
1777         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1778                 __isl_take isl_map *context);
1779         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1780                 __isl_take isl_union_map *umap,
1781                 __isl_take isl_union_map *context);
1782
1783 The gist operation returns a set or relation that has the
1784 same intersection with the context as the input set or relation.
1785 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1786 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1787 are removed.
1788 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1789 per space.
1790
1791 =back
1792
1793 =head3 Lexicographic Optimization
1794
1795 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1796 the following functions
1797 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1798 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1799 that satisfy C<dom>.
1800 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1801 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1802 has no elements.
1803 In other words, the union of the parameter values
1804 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1805 is equal to C<dom>.
1806
1807         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1808                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1809                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1810                 __isl_give isl_set **empty);
1811         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1812                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1813                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1814                 __isl_give isl_set **empty);
1815         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1816                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1817                 __isl_give isl_set **empty);
1818         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1819                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1820                 __isl_give isl_set **empty);
1821
1822 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1823 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1824 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1825 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1826
1827         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1828                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1829         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1830                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1831         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1832                 __isl_take isl_set *set);
1833         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1834                 __isl_take isl_set *set);
1835         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1836                 __isl_take isl_union_set *uset);
1837         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1838                 __isl_take isl_union_set *uset);
1839
1840 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1841 the following functions
1842 compute a relation that maps each element of C<dom>
1843 to the single lexicographic minimum or maximum
1844 of the elements that are associated to that same
1845 element in C<map> (or C<bmap>).
1846 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1847 that contains the elements in C<dom> that do not map
1848 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1849 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1850 is equal to C<dom>.
1851
1852         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1853                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1854                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1855                 __isl_give isl_set **empty);
1856         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1857                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1858                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1859                 __isl_give isl_set **empty);
1860         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1861                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1862                 __isl_give isl_set **empty);
1863         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1864                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1865                 __isl_give isl_set **empty);
1866
1867 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1868 return a map mapping each element in the domain of
1869 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1870 of all elements associated to that element.
1871 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1872
1873         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1874                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1875         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1876                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1877         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1878                 __isl_take isl_map *map);
1879         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1880                 __isl_take isl_map *map);
1881         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1882                 __isl_take isl_union_map *umap);
1883         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1884                 __isl_take isl_union_map *umap);
1885
1886 =head2 Matrices
1887
1888 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1889
1890         #include <isl/mat.h>
1891         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1892                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1893         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1894         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1895
1896 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1897 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1898
1899         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1900         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1901         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1902                 int row, int col, isl_int *v);
1903         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1904                 int row, int col, isl_int v);
1905         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1906                 int row, int col, int v);
1907
1908 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1909 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1910
1911 The following function can be used to compute the (right) inverse
1912 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1913 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1914 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1915
1916         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1917
1918 The following function can be used to compute the (right) kernel
1919 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1920 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1921
1922         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1923
1924 =head2 Points
1925
1926 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1927 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1928 individual elements of a set.
1929 The zero point (the origin) can be created using
1930
1931         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1932
1933 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1934 using
1935
1936         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1937                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1938         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1939                 __isl_take isl_point *pnt,
1940                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1941
1942         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1943                 __isl_take isl_point *pnt,
1944                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1945         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1946                 __isl_take isl_point *pnt,
1947                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1948
1949 Points can be copied or freed using
1950
1951         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1952                 __isl_keep isl_point *pnt);
1953         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1954
1955 A singleton set can be created from a point using
1956
1957         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1958                 __isl_take isl_point *pnt);
1959         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1960                 __isl_take isl_point *pnt);
1961
1962 and a box can be created from two opposite extremal points using
1963
1964         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1965                 __isl_take isl_point *pnt1,
1966                 __isl_take isl_point *pnt2);
1967         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1968                 __isl_take isl_point *pnt1,
1969                 __isl_take isl_point *pnt2);
1970
1971 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1972 the following functions.
1973
1974         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1975                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1976                 void *user);
1977         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1978                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1979                 void *user);
1980
1981 The function C<fn> is called for each integer point in
1982 C<set> with as second argument the last argument of
1983 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1984 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1985 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1986 enumerating and return C<-1> as well.
1987 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1988 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1989
1990 To obtain a single point of a (basic) set, use
1991
1992         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1993                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1994         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1995                 __isl_take isl_set *set);
1996
1997 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1998 resulting point will be ``void'', a property that can be
1999 tested using
2000
2001         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2002
2003 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2004
2005 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2006 a parametric point to a rational value.
2007 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2008 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2009 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2010 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2011 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2012 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2013 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2014 the value is assumed to be zero.
2015 For example, the piecewise quasipolynomial
2016
2017         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2018
2019 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2020 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2021 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2022 defined over different domains.
2023 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2024 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2025 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2026 the number of points in the map
2027
2028         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2029
2030 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2031
2032 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2033 using the following functions.
2034
2035         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2036                 __isl_take isl_printer *p,
2037                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2038
2039         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2040                 __isl_take isl_printer *p,
2041                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2042
2043         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2044                 __isl_take isl_printer *p,
2045                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2046
2047 The output format of the printer
2048 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2049 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2050 is supported.
2051 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2052 to set the names of all dimensions
2053
2054         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2055                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2056                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2057                 const char *s);
2058         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2059         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2060                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2061                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2062                 const char *s);
2063
2064 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2065
2066 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2067 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2068 operations such as addition and multiplication
2069 on the resulting quasipolynomials
2070
2071         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2072                 __isl_take isl_dim *dim);
2073         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2074                 __isl_take isl_dim *dim);
2075         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2076                 __isl_take isl_dim *dim);
2077         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2078                 __isl_take isl_dim *dim);
2079         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2080                 __isl_take isl_dim *dim);
2081         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2082                 __isl_take isl_dim *dim,
2083                 const isl_int n, const isl_int d);
2084         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2085                 __isl_take isl_div *div);
2086         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2087                 __isl_take isl_dim *dim,
2088                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2089
2090 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2091 with a single cell can be created using the following functions.
2092 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2093 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2094
2095         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2096                 __isl_take isl_dim *dim);
2097         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2098                 __isl_take isl_set *set,
2099                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2100
2101         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2102                 __isl_take isl_dim *dim);
2103         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2104                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2105         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2106                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2107                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2108
2109 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2110 functions.
2111
2112         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2113                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2114         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2115
2116         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2117                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2118         void isl_pw_qpolynomial_free(
2119                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2120
2121         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2122                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2123         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2124                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2125
2126 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2127
2128 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2129 piecewise quasipolynomial, use the following function
2130
2131         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2132                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2133                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2134                 void *user);
2135
2136 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2137 specification, use
2138
2139         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2140         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2141                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2142                 __isl_take isl_dim *dim);
2143
2144 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2145 use either of the following two functions
2146
2147         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2148                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2149                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2150                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2151                           void *user), void *user);
2152         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2153                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2154                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2155                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2156                           void *user), void *user);
2157
2158 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2159 and C<-1> on failure.  The difference between
2160 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2161 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2162 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2163 compute unique representations for all existentially quantified
2164 variables and then turn these existentially quantified variables
2165 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2166 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2167 will not have any existentially quantified variables, but that
2168 the dimensions of the sets may be different for different
2169 invocations of C<fn>.
2170
2171 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2172 use
2173
2174         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2175                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2176                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2177                           void *user), void *user);
2178
2179 The terms themselves can be inspected and freed using
2180 these functions
2181
2182         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2183                 enum isl_dim_type type);
2184         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2185                 isl_int *n);
2186         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2187                 isl_int *d);
2188         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2189                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2190         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2191                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2192         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2193
2194 Each term is a product of parameters, set variables and
2195 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2196 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2197 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2198 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2199 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2200
2201 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2202
2203 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2204 use the following function.
2205
2206         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2207                 isl_int *n, isl_int *d);
2208
2209 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2210 then the numerator and denominator of the constant
2211 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2212
2213 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2214
2215         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2216                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2217         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2218                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2219                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2220         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2221                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2222                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2223         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2224                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2225                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2226         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2227                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2228
2229         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2230                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2231                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2232         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2233                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2234                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2235         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2236                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2237                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2238         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2239                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2240         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2241                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2242                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2243
2244         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2245                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2246                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2247         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2248                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2249                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2250         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2251                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2252                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2253
2254         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2255                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2256                 __isl_take isl_point *pnt);
2257
2258         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2259                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2260                 __isl_take isl_point *pnt);
2261
2262         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2263                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2264         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2265                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2266                 __isl_take isl_set *set);
2267
2268         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2269                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2270         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2271                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2272                 __isl_take isl_union_set *uset);
2273
2274         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2275                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2276
2277         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2278                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2279                 __isl_take isl_set *context);
2280
2281         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2282                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2283                 __isl_take isl_union_set *context);
2284
2285 The gist operation applies the gist operation to each of
2286 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2287 The context is also exploited
2288 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2289
2290         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2291                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2292         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2293         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2294                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2295
2296 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2297 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2298 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2299 will lie somewhere in between.
2300
2301 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2302
2303 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2304 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2305 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2306 The objects are mainly used to represent the result of
2307 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2308 i.e., as the result of the following function.
2309
2310         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2311                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2312                 enum isl_fold type, int *tight);
2313
2314         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2315                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2316                 enum isl_fold type, int *tight);
2317
2318 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2319 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2320 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2321 of the parameters there is at least
2322 one element in the domain that reaches the bound.
2323 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2324 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2325 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2326 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2327 wrapped relation becomes the domain of the result.
2328
2329 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2330 following functions.
2331
2332         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2333                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2334         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2335                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2336         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2337                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2338         void isl_qpolynomial_fold_free(
2339                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2340         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2341                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2342         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2343                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2344
2345 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2346
2347 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2348 using the following function.
2349
2350         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2351                 __isl_take isl_printer *p,
2352                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2353         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2354                 __isl_take isl_printer *p,
2355                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2356
2357 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2358 output format of the printer
2359 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2360 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2361 output format of the printer
2362 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2363 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2364 to set the names of all dimensions
2365
2366         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2367         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2368                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2369                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2370                 const char *s);
2371
2372 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2373
2374 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2375 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2376
2377         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2378                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2379                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2380                             void *user), void *user);
2381
2382 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2383 use either of the following two functions
2384
2385         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2386                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2387                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2388                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2389                           void *user), void *user);
2390         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2391                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2392                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2393                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2394                           void *user), void *user);
2395
2396 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2397 of the difference between these two functions.
2398
2399 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2400
2401         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2402                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2403                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2404                           void *user), void *user);
2405
2406 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2407
2408         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2409                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2410                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2411
2412         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2413                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2414                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2415
2416         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2417                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2418                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2419
2420         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2421                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2422                 __isl_take isl_point *pnt);
2423
2424         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2425                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2426                 __isl_take isl_point *pnt);
2427
2428         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2429                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2430         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2431                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2432                 __isl_take isl_union_set *uset);
2433
2434         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2435                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2436
2437         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2438                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2439
2440         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2441                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2442                 __isl_take isl_set *context);
2443
2444         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2445                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2446                 __isl_take isl_union_set *context);
2447
2448 The gist operation applies the gist operation to each of
2449 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2450 In future, the operation will also exploit the context
2451 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2452
2453         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2454         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2455                 __isl_take isl_set *set,
2456                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2457                 int *tight);
2458         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2459         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2460                 __isl_take isl_map *map,
2461                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2462                 int *tight);
2463         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2464         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2465                 __isl_take isl_union_set *uset,
2466                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2467                 int *tight);
2468         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2469         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2470                 __isl_take isl_union_map *umap,
2471                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2472                 int *tight);
2473
2474 The functions taking a map
2475 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2476 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2477 over all elements in the intersection of the range of the map
2478 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2479 as a function of an element in the domain of the map.
2480 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2481 intersection of the set and the domain of the
2482 piecewise quasipolynomial reduction.
2483
2484 =head2 Dependence Analysis
2485
2486 C<isl> contains specialized functionality for performing
2487 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2488 and a collection of possible I<source> access relations,
2489 C<isl> can compute relations that describe
2490 for each iteration of the sink access, which iteration
2491 of which of the source access relations was the last
2492 to access the same data element before the given iteration
2493 of the sink access.
2494 To compute standard flow dependences, the sink should be
2495 a read, while the sources should be writes.
2496 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2497 accesses, then there will be a dependence to the last
2498 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2499 this last I<must> access.
2500 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2501 then memory based dependence analysis is performed.
2502 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2503 then value based dependence analysis is performed.
2504
2505         #include <isl/flow.h>
2506
2507         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2508
2509         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2510                 __isl_take isl_map *sink,
2511                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2512                 int max_source);
2513         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2514                 __isl_take isl_access_info *acc,
2515                 __isl_take isl_map *source, int must,
2516                 void *source_user);
2517         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2518
2519         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2520                 __isl_take isl_access_info *acc);
2521
2522         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2523                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2524                           void *dep_user, void *user),
2525                 void *user);
2526         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2527                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2528         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2529
2530 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2531 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2532 the input for this function or to read off the output.
2533
2534 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2535 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2536 The arguments to this functions are the sink access relation
2537 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2538 access to the user, a callback function for specifying the
2539 relative order of source and sink accesses, and the number
2540 of source access relations that will be added.
2541 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2542 The function is called with two user supplied tokens identifying
2543 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2544 level and the relative order of the two accesses.
2545 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2546 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2547 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2548 it should return I<2 * n>.
2549 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2550 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2551 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2552 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2553 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2554 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2555 The C<source_user> token is again used to identify
2556 the source access.  The range of the source access relation
2557 C<source> should have the same dimension as the range
2558 of the sink access relation.
2559 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2560 called explicitly, because it is called implicitly by
2561 C<isl_access_info_compute_flow>.
2562
2563 The result of the dependence analysis is collected in an
2564 C<isl_flow>.  There may be elements of
2565 the sink access for which no preceding source access could be
2566 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2567 The relations containing these elements can be obtained through
2568 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2569 and the second with C<must> unset.
2570 In the case of standard flow dependence analysis,
2571 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2572 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2573 array elements and the second relation is empty.
2574 The actual flow dependences can be extracted using
2575 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2576 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2577 a source and the sink.  The callback function is called
2578 with four arguments, the actual flow dependence relation
2579 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2580 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2581 identifying the source and an additional C<void *> with value
2582 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2583 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2584 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2585
2586 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2587 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2588
2589 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2590 by the following function.
2591
2592         #include <isl/flow.h>
2593
2594         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2595                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2596                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2597                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2598                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2599                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2600                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2601                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2602
2603 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2604 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2605 of the domains of the accesses and of the schedule.
2606 The relative order of the iteration domains is given by the
2607 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2608 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2609 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2610 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2611 any of the other arguments is treated as an error.
2612
2613 =head2 Scheduling
2614
2615 B<The functionality described in this section is fairly new
2616 and may be subject to change.>
2617
2618 The following function can be used to compute a schedule
2619 for a union of domains.  The generated schedule respects
2620 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2621 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2622 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2623 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2624 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2625 for groups of domains where the dependence distances have only
2626 non-negative values.
2627 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2628 of C<Pluto>.
2629
2630         #include <isl/schedule.h>
2631         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2632                 __isl_take isl_union_set *domain,
2633                 __isl_take isl_union_map *validity,
2634                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2635         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2636
2637 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2638 from an C<isl_schedule> using the following function.
2639
2640         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2641                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2642
2643 This mapping can also be obtained in pieces using the following functions.
2644
2645         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2646         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2647                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2648
2649 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2650 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2651 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2652 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2653 different domains may be completely unrelated.
2654 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2655 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2656 bands are all zero.
2657
2658 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2659
2660 The parametric vertex enumeration described in this section
2661 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2662 library.
2663
2664         #include <isl/vertices.h>
2665         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2666                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2667
2668 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2669 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2670 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2671 This information can be queried by either iterating over all
2672 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2673 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2674
2675         int isl_vertices_foreach_vertex(
2676                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2677                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2678                 void *user);
2679
2680         int isl_vertices_foreach_cell(
2681                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2682                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2683                 void *user);
2684         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2685                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2686                 void *user);
2687
2688 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2689 the following.
2690
2691         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2692                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2693         int isl_vertices_get_n_vertices(
2694                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2695         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2696
2697 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2698
2699         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2700         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2701         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2702                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2703         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2704                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2705         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2706
2707 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2708 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2709 of the vertex.
2710 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2711 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2712 and should not be mixed with integer sets.
2713
2714 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2715
2716         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2717         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2718                 __isl_keep isl_cell *cell);
2719         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2720
2721 =head1 Applications
2722
2723 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2724 it also contains some basic applications that use some
2725 of the functionality of C<isl>.
2726 The input may be specified in either the L<isl format>
2727 or the L<PolyLib format>.
2728
2729 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2730
2731 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2732 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2733 The first column in the output is the denominator and is always
2734 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2735 then a vector of length zero is printed.
2736
2737 =head2 C<isl_pip>
2738
2739 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2740 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2741 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2742 of constraints on a parametric polyhedron.
2743 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2744 (but before the final constant column).
2745 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2746 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2747 is just a dump of the internal state.
2748
2749 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2750
2751 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2752 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2753 If an affine objective function
2754 is given, then the constant should appear in the last column.
2755
2756 =head2 C<isl_polytope_scan>
2757
2758 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2759 all integer points in the polytope.
2760
2761 =head1 C<isl-polylib>
2762
2763 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2764 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2765 The library is distributed separately for licensing reasons.
2766
2767         #include <isl_set_polylib.h>
2768         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2769                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2770         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2771                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2772         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2773                 __isl_take isl_dim *dim);
2774         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2775
2776         #include <isl_map_polylib.h>
2777         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2778                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2779         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2780                 __isl_take isl_dim *dim);
2781         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2782                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2783         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);