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