generalize isl_union_pw_qpolynomial_sub to include isl_union_pw_multi_aff_sub
[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 a B<map> space as input.  An old call
72 C<isl_map_identity(space)> can be rewritten to
73 C<isl_map_identity(isl_space_map_from_set(space))>.
74
75 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
76 a parameter position as input.  Instead, the exponent
77 is now expressed as the domain of the resulting relation.
78
79 =back
80
81 =head3 Changes since isl-0.06
82
83 =over
84
85 =item * The format of C<isl_printer_print_qpolynomial>'s
86 C<ISL_FORMAT_ISL> output has changed.
87 Use C<ISL_FORMAT_C> to obtain the old output.
88
89 =item * The C<*_fast_*> functions have been renamed to C<*_plain_*>.
90 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
91 but they will be removed in the future.
92
93 =back
94
95 =head3 Changes since isl-0.07
96
97 =over
98
99 =item * The function C<isl_pw_aff_max> has been renamed to
100 C<isl_pw_aff_union_max>.
101 Similarly, the function C<isl_pw_aff_add> has been renamed to
102 C<isl_pw_aff_union_add>.
103
104 =item * The C<isl_dim> type has been renamed to C<isl_space>
105 along with the associated functions.
106 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
107 but they will be removed in the future.
108
109 =item * Spaces of maps, sets and parameter domains are now
110 treated differently.  The distinction between map spaces and set spaces
111 has always been made on a conceptual level, but proper use of such spaces
112 was never checked.  Furthermore, up until isl-0.07 there was no way
113 of explicitly creating a parameter space.  These can now be created
114 directly using C<isl_space_params_alloc> or from other spaces using
115 C<isl_space_params>.
116
117 =item * The space in which C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_qpolynomial>,
118 C<isl_pw_qpolynomial>, C<isl_qpolynomial_fold> and C<isl_pw_qpolynomial_fold>
119 objects live is now a map space
120 instead of a set space.  This means, for example, that the dimensions
121 of the domain of an C<isl_aff> are now considered to be of type
122 C<isl_dim_in> instead of C<isl_dim_set>.  Extra functions have been
123 added to obtain the domain space.  Some of the constructors still
124 take a domain space and have therefore been renamed.
125
126 =item * The functions C<isl_equality_alloc> and C<isl_inequality_alloc>
127 now take an C<isl_local_space> instead of an C<isl_space>.
128 An C<isl_local_space> can be created from an C<isl_space>
129 using C<isl_local_space_from_space>.
130
131 =item * The C<isl_div> type has been removed.  Functions that used
132 to return an C<isl_div> now return an C<isl_aff>.
133 Note that the space of an C<isl_aff> is that of relation.
134 When replacing a call to C<isl_div_get_coefficient> by a call to
135 C<isl_aff_get_coefficient> any C<isl_dim_set> argument needs
136 to be replaced by C<isl_dim_in>.
137 A call to C<isl_aff_from_div> can be replaced by a call
138 to C<isl_aff_floor>.
139 A call to C<isl_qpolynomial_div(div)> call be replaced by
140 the nested call
141
142         isl_qpolynomial_from_aff(isl_aff_floor(div))
143
144 The function C<isl_constraint_div> has also been renamed
145 to C<isl_constraint_get_div>.
146
147 =item * The C<nparam> argument has been removed from
148 C<isl_map_read_from_str> and similar functions.
149 When reading input in the original PolyLib format,
150 the result will have no parameters.
151 If parameters are expected, the caller may want to perform
152 dimension manipulation on the result.
153
154 =back
155
156 =head3 Changes since isl-0.09
157
158 =over
159
160 =item * The C<schedule_split_parallel> option has been replaced
161 by the C<schedule_split_scaled> option.
162
163 =item * The first argument of C<isl_pw_aff_cond> is now
164 an C<isl_pw_aff> instead of an C<isl_set>.
165 A call C<isl_pw_aff_cond(a, b, c)> can be replaced by
166
167         isl_pw_aff_cond(isl_set_indicator_function(a), b, c)
168
169 =back
170
171 =head3 Changes since isl-0.10
172
173 =over
174
175 =item * The functions C<isl_set_dim_has_lower_bound> and
176 C<isl_set_dim_has_upper_bound> have been renamed to
177 C<isl_set_dim_has_any_lower_bound> and
178 C<isl_set_dim_has_any_upper_bound>.
179 The new C<isl_set_dim_has_lower_bound> and
180 C<isl_set_dim_has_upper_bound> have slightly different meanings.
181
182 =back
183
184 =head1 License
185
186 C<isl> is released under the MIT license.
187
188 =over
189
190 Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
191 this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
192 the Software without restriction, including without limitation the rights to
193 use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
194 of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
195 so, subject to the following conditions:
196
197 The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
198 copies or substantial portions of the Software.
199
200 THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
201 IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
202 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
203 AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
204 LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
205 OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
206 SOFTWARE.
207
208 =back
209
210 Note that C<isl> currently requires C<GMP>, which is released
211 under the GNU Lesser General Public License (LGPL).  This means
212 that code linked against C<isl> is also linked against LGPL code.
213
214 =head1 Installation
215
216 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
217 or from the git repository.  Both are available from
218 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
219 The installation process depends on how you obtained
220 the source.
221
222 =head2 Installation from the git repository
223
224 =over
225
226 =item 1 Clone or update the repository
227
228 The first time the source is obtained, you need to clone
229 the repository.
230
231         git clone git://repo.or.cz/isl.git
232
233 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
234
235         git pull
236
237 =item 2 Generate C<configure>
238
239         ./autogen.sh
240
241 =back
242
243 After performing the above steps, continue
244 with the L<Common installation instructions>.
245
246 =head2 Common installation instructions
247
248 =over
249
250 =item 1 Obtain C<GMP>
251
252 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
253 Your distribution may not provide these header files by default
254 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
255 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
256 source, available from L<http://gmplib.org/>.
257
258 =item 2 Configure
259
260 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
261 To run it, just type
262
263         ./configure
264
265 optionally followed by some configure options.
266 A complete list of options can be obtained by running
267
268         ./configure --help
269
270 Below we discuss some of the more common options.
271
272 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
273 C<piplib> functionality is currently used by default.
274 The C<--with-piplib> option can
275 be used to specify which C<piplib>
276 library to use, either an installed version (C<system>),
277 an externally built version (C<build>)
278 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
279 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
280 and C<piplib>.
281
282 =over
283
284 =item C<--prefix>
285
286 Installation prefix for C<isl>
287
288 =item C<--with-gmp-prefix>
289
290 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
291
292 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
293
294 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
295
296 =item C<--with-piplib>
297
298 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
299
300 =item C<--with-piplib-prefix>
301
302 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
303
304 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
305
306 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
307
308 =item C<--with-piplib-builddir>
309
310 Location where C<build> C<piplib> was built.
311
312 =back
313
314 =item 3 Compile
315
316         make
317
318 =item 4 Install (optional)
319
320         make install
321
322 =back
323
324 =head1 Integer Set Library
325
326 =head2 Initialization
327
328 All manipulations of integer sets and relations occur within
329 the context of an C<isl_ctx>.
330 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
331 All arguments of a function are required to have been allocated
332 within the same context.
333 There are currently no functions available for moving an object
334 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
335 there is currently no way of safely moving an object from one
336 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
337
338 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
339 freed using C<isl_ctx_free>.
340 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
341 before the C<isl_ctx> itself is freed.
342
343         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
344         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
345
346 =head2 Integers
347
348 All operations on integers, mainly the coefficients
349 of the constraints describing the sets and relations,
350 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
351 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
352 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
353 are wrapped inside C<isl> specific macros.
354 The basic type is C<isl_int> and the operations below
355 are available on this type.
356 The meanings of these operations are essentially the same
357 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
358 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
359 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
360 and they need to be released with C<isl_int_clear>
361 after the last use.
362 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
363 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
364 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
365 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
366
367 =over
368
369 =item isl_int_init(i)
370
371 =item isl_int_clear(i)
372
373 =item isl_int_set(r,i)
374
375 =item isl_int_set_si(r,i)
376
377 =item isl_int_set_gmp(r,g)
378
379 =item isl_int_get_gmp(i,g)
380
381 =item isl_int_abs(r,i)
382
383 =item isl_int_neg(r,i)
384
385 =item isl_int_swap(i,j)
386
387 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
388
389 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
390
391 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
392
393 =item isl_int_add(r,i,j)
394
395 =item isl_int_sub(r,i,j)
396
397 =item isl_int_mul(r,i,j)
398
399 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
400
401 =item isl_int_addmul(r,i,j)
402
403 =item isl_int_submul(r,i,j)
404
405 =item isl_int_gcd(r,i,j)
406
407 =item isl_int_lcm(r,i,j)
408
409 =item isl_int_divexact(r,i,j)
410
411 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
412
413 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
414
415 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
416
417 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
418
419 =item isl_int_read(r,s)
420
421 =item isl_int_print(out,i,width)
422
423 =item isl_int_sgn(i)
424
425 =item isl_int_cmp(i,j)
426
427 =item isl_int_cmp_si(i,si)
428
429 =item isl_int_eq(i,j)
430
431 =item isl_int_ne(i,j)
432
433 =item isl_int_lt(i,j)
434
435 =item isl_int_le(i,j)
436
437 =item isl_int_gt(i,j)
438
439 =item isl_int_ge(i,j)
440
441 =item isl_int_abs_eq(i,j)
442
443 =item isl_int_abs_ne(i,j)
444
445 =item isl_int_abs_lt(i,j)
446
447 =item isl_int_abs_gt(i,j)
448
449 =item isl_int_abs_ge(i,j)
450
451 =item isl_int_is_zero(i)
452
453 =item isl_int_is_one(i)
454
455 =item isl_int_is_negone(i)
456
457 =item isl_int_is_pos(i)
458
459 =item isl_int_is_neg(i)
460
461 =item isl_int_is_nonpos(i)
462
463 =item isl_int_is_nonneg(i)
464
465 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
466
467 =back
468
469 =head2 Sets and Relations
470
471 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
472 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
473 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
474 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
475 can be described as a conjunction of affine constraints, while
476 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
477 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
478 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
479 to live in the same space.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
480 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s in I<different> spaces,
481 where spaces are considered different if they have a different number
482 of dimensions and/or different names (see L<"Spaces">).
483 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
484 one set of variables, while relations have two sets of variables,
485 input variables and output variables.
486
487 =head2 Memory Management
488
489 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
490 several substeps and since the user is usually not interested in
491 the intermediate results, most functions that return a new object
492 will also release all the objects passed as arguments.
493 If the user still wants to use one or more of these arguments
494 after the function call, she should pass along a copy of the
495 object rather than the object itself.
496 The user is then responsible for making sure that the original
497 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
498
499 The arguments and return values of all documented functions are
500 annotated to make clear which arguments are released and which
501 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
502 are used
503
504 =over
505
506 =item C<__isl_give>
507
508 C<__isl_give> means that a new object is returned.
509 The user should make sure that the returned pointer is
510 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
511 In between, it can be used as a value for as many
512 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
513 There is one exception, and that is the case where the
514 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
515 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
516
517 =item C<__isl_take>
518
519 C<__isl_take> means that the object the argument points to
520 is taken over by the function and may no longer be used
521 by the user as an argument to any other function.
522 The pointer value must be one returned by a function
523 returning an C<__isl_give> pointer.
524 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
525 be treated as an error in the sense that the function will
526 not perform its usual operation.  However, it will still
527 make sure that all the other C<__isl_take> arguments
528 are released.
529
530 =item C<__isl_keep>
531
532 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
533 temporarily.  After the function has finished, the user
534 can still use it as an argument to other functions.
535 A C<NULL> value will be treated in the same way as
536 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
537
538 =back
539
540 =head2 Error Handling
541
542 C<isl> supports different ways to react in case a runtime error is triggered.
543 Runtime errors arise, e.g., if a function such as C<isl_map_intersect> is called
544 with two maps that have incompatible spaces. There are three possible ways
545 to react on error: to warn, to continue or to abort.
546
547 The default behavior is to warn. In this mode, C<isl> prints a warning, stores
548 the last error in the corresponding C<isl_ctx> and the function in which the
549 error was triggered returns C<NULL>. An error does not corrupt internal state,
550 such that isl can continue to be used. C<isl> also provides functions to
551 read the last error and to reset the memory that stores the last error. The
552 last error is only stored for information purposes. Its presence does not
553 change the behavior of C<isl>. Hence, resetting an error is not required to
554 continue to use isl, but only to observe new errors.
555
556         #include <isl/ctx.h>
557         enum isl_error isl_ctx_last_error(isl_ctx *ctx);
558         void isl_ctx_reset_error(isl_ctx *ctx);
559
560 Another option is to continue on error. This is similar to warn on error mode,
561 except that C<isl> does not print any warning. This allows a program to
562 implement its own error reporting.
563
564 The last option is to directly abort the execution of the program from within
565 the isl library. This makes it obviously impossible to recover from an error,
566 but it allows to directly spot the error location. By aborting on error,
567 debuggers break at the location the error occurred and can provide a stack
568 trace. Other tools that automatically provide stack traces on abort or that do
569 not want to continue execution after an error was triggered may also prefer to
570 abort on error.
571
572 The on error behavior of isl can be specified by calling
573 C<isl_options_set_on_error> or by setting the command line option
574 C<--isl-on-error>. Valid arguments for the function call are
575 C<ISL_ON_ERROR_WARN>, C<ISL_ON_ERROR_CONTINUE> and C<ISL_ON_ERROR_ABORT>. The
576 choices for the command line option are C<warn>, C<continue> and C<abort>.
577 It is also possible to query the current error mode.
578
579         #include <isl/options.h>
580         int isl_options_set_on_error(isl_ctx *ctx, int val);
581         int isl_options_get_on_error(isl_ctx *ctx);
582
583 =head2 Identifiers
584
585 Identifiers are used to identify both individual dimensions
586 and tuples of dimensions.  They consist of an optional name and an optional
587 user pointer.  The name and the user pointer cannot both be C<NULL>, however.
588 Identifiers with the same name but different pointer values
589 are considered to be distinct.
590 Similarly, identifiers with different names but the same pointer value
591 are also considered to be distinct.
592 Equal identifiers are represented using the same object.
593 Pairs of identifiers can therefore be tested for equality using the
594 C<==> operator.
595 Identifiers can be constructed, copied, freed, inspected and printed
596 using the following functions.
597
598         #include <isl/id.h>
599         __isl_give isl_id *isl_id_alloc(isl_ctx *ctx,
600                 __isl_keep const char *name, void *user);
601         __isl_give isl_id *isl_id_set_free_user(
602                 __isl_take isl_id *id,
603                 __isl_give void (*free_user)(void *user));
604         __isl_give isl_id *isl_id_copy(isl_id *id);
605         void *isl_id_free(__isl_take isl_id *id);
606
607         isl_ctx *isl_id_get_ctx(__isl_keep isl_id *id);
608         void *isl_id_get_user(__isl_keep isl_id *id);
609         __isl_keep const char *isl_id_get_name(__isl_keep isl_id *id);
610
611         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_id(
612                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_id *id);
613
614 The callback set by C<isl_id_set_free_user> is called on the user
615 pointer when the last reference to the C<isl_id> is freed.
616 Note that C<isl_id_get_name> returns a pointer to some internal
617 data structure, so the result can only be used while the
618 corresponding C<isl_id> is alive.
619
620 =head2 Spaces
621
622 Whenever a new set, relation or similiar object is created from scratch,
623 the space in which it lives needs to be specified using an C<isl_space>.
624 Each space involves zero or more parameters and zero, one or two
625 tuples of set or input/output dimensions.  The parameters and dimensions
626 are identified by an C<isl_dim_type> and a position.
627 The type C<isl_dim_param> refers to parameters,
628 the type C<isl_dim_set> refers to set dimensions (for spaces
629 with a single tuple of dimensions) and the types C<isl_dim_in>
630 and C<isl_dim_out> refer to input and output dimensions
631 (for spaces with two tuples of dimensions).
632 Local spaces (see L</"Local Spaces">) also contain dimensions
633 of type C<isl_dim_div>.
634 Note that parameters are only identified by their position within
635 a given object.  Across different objects, parameters are (usually)
636 identified by their names or identifiers.  Only unnamed parameters
637 are identified by their positions across objects.  The use of unnamed
638 parameters is discouraged.
639
640         #include <isl/space.h>
641         __isl_give isl_space *isl_space_alloc(isl_ctx *ctx,
642                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
643         __isl_give isl_space *isl_space_params_alloc(isl_ctx *ctx,
644                 unsigned nparam);
645         __isl_give isl_space *isl_space_set_alloc(isl_ctx *ctx,
646                 unsigned nparam, unsigned dim);
647         __isl_give isl_space *isl_space_copy(__isl_keep isl_space *space);
648         void *isl_space_free(__isl_take isl_space *space);
649         unsigned isl_space_dim(__isl_keep isl_space *space,
650                 enum isl_dim_type type);
651
652 The space used for creating a parameter domain
653 needs to be created using C<isl_space_params_alloc>.
654 For other sets, the space
655 needs to be created using C<isl_space_set_alloc>, while
656 for a relation, the space
657 needs to be created using C<isl_space_alloc>.
658 C<isl_space_dim> can be used
659 to find out the number of dimensions of each type in
660 a space, where type may be
661 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
662 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
663 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
664
665 To check whether a given space is that of a set or a map
666 or whether it is a parameter space, use these functions:
667
668         #include <isl/space.h>
669         int isl_space_is_params(__isl_keep isl_space *space);
670         int isl_space_is_set(__isl_keep isl_space *space);
671         int isl_space_is_map(__isl_keep isl_space *space);
672
673 Spaces can be compared using the following functions:
674
675         #include <isl/space.h>
676         int isl_space_is_equal(__isl_keep isl_space *space1,
677                 __isl_keep isl_space *space2);
678         int isl_space_is_domain(__isl_keep isl_space *space1,
679                 __isl_keep isl_space *space2);
680         int isl_space_is_range(__isl_keep isl_space *space1,
681                 __isl_keep isl_space *space2);
682
683 C<isl_space_is_domain> checks whether the first argument is equal
684 to the domain of the second argument.  This requires in particular that
685 the first argument is a set space and that the second argument
686 is a map space.
687
688 It is often useful to create objects that live in the
689 same space as some other object.  This can be accomplished
690 by creating the new objects
691 (see L<Creating New Sets and Relations> or
692 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the space
693 of the original object.
694
695         #include <isl/set.h>
696         __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(
697                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
698         __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set);
699
700         #include <isl/union_set.h>
701         __isl_give isl_space *isl_union_set_get_space(
702                 __isl_keep isl_union_set *uset);
703
704         #include <isl/map.h>
705         __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(
706                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
707         __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map);
708
709         #include <isl/union_map.h>
710         __isl_give isl_space *isl_union_map_get_space(
711                 __isl_keep isl_union_map *umap);
712
713         #include <isl/constraint.h>
714         __isl_give isl_space *isl_constraint_get_space(
715                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
716
717         #include <isl/polynomial.h>
718         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_get_domain_space(
719                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
720         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_get_space(
721                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
722         __isl_give isl_space *isl_qpolynomial_fold_get_space(
723                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
724         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_get_domain_space(
725                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
726         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_get_space(
727                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
728         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_fold_get_domain_space(
729                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
730         __isl_give isl_space *isl_pw_qpolynomial_fold_get_space(
731                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
732         __isl_give isl_space *isl_union_pw_qpolynomial_get_space(
733                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
734         __isl_give isl_space *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_space(
735                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
736
737         #include <isl/aff.h>
738         __isl_give isl_space *isl_aff_get_domain_space(
739                 __isl_keep isl_aff *aff);
740         __isl_give isl_space *isl_aff_get_space(
741                 __isl_keep isl_aff *aff);
742         __isl_give isl_space *isl_pw_aff_get_domain_space(
743                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
744         __isl_give isl_space *isl_pw_aff_get_space(
745                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
746         __isl_give isl_space *isl_multi_aff_get_domain_space(
747                 __isl_keep isl_multi_aff *maff);
748         __isl_give isl_space *isl_multi_aff_get_space(
749                 __isl_keep isl_multi_aff *maff);
750         __isl_give isl_space *isl_pw_multi_aff_get_domain_space(
751                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma);
752         __isl_give isl_space *isl_pw_multi_aff_get_space(
753                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma);
754         __isl_give isl_space *isl_union_pw_multi_aff_get_space(
755                 __isl_keep isl_union_pw_multi_aff *upma);
756         __isl_give isl_space *isl_multi_pw_aff_get_domain_space(
757                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa);
758         __isl_give isl_space *isl_multi_pw_aff_get_space(
759                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa);
760
761         #include <isl/point.h>
762         __isl_give isl_space *isl_point_get_space(
763                 __isl_keep isl_point *pnt);
764
765 The identifiers or names of the individual dimensions may be set or read off
766 using the following functions.
767
768         #include <isl/space.h>
769         __isl_give isl_space *isl_space_set_dim_id(
770                 __isl_take isl_space *space,
771                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
772                 __isl_take isl_id *id);
773         int isl_space_has_dim_id(__isl_keep isl_space *space,
774                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
775         __isl_give isl_id *isl_space_get_dim_id(
776                 __isl_keep isl_space *space,
777                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
778         __isl_give isl_space *isl_space_set_dim_name(
779                 __isl_take isl_space *space,
780                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
781                  __isl_keep const char *name);
782         int isl_space_has_dim_name(__isl_keep isl_space *space,
783                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
784         __isl_keep const char *isl_space_get_dim_name(
785                 __isl_keep isl_space *space,
786                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
787
788 Note that C<isl_space_get_name> returns a pointer to some internal
789 data structure, so the result can only be used while the
790 corresponding C<isl_space> is alive.
791 Also note that every function that operates on two sets or relations
792 requires that both arguments have the same parameters.  This also
793 means that if one of the arguments has named parameters, then the
794 other needs to have named parameters too and the names need to match.
795 Pairs of C<isl_set>, C<isl_map>, C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map>
796 arguments may have different parameters (as long as they are named),
797 in which case the result will have as parameters the union of the parameters of
798 the arguments.
799
800 Given the identifier or name of a dimension (typically a parameter),
801 its position can be obtained from the following function.
802
803         #include <isl/space.h>
804         int isl_space_find_dim_by_id(__isl_keep isl_space *space,
805                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
806         int isl_space_find_dim_by_name(__isl_keep isl_space *space,
807                 enum isl_dim_type type, const char *name);
808
809 The identifiers or names of entire spaces may be set or read off
810 using the following functions.
811
812         #include <isl/space.h>
813         __isl_give isl_space *isl_space_set_tuple_id(
814                 __isl_take isl_space *space,
815                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
816         __isl_give isl_space *isl_space_reset_tuple_id(
817                 __isl_take isl_space *space, enum isl_dim_type type);
818         int isl_space_has_tuple_id(__isl_keep isl_space *space,
819                 enum isl_dim_type type);
820         __isl_give isl_id *isl_space_get_tuple_id(
821                 __isl_keep isl_space *space, enum isl_dim_type type);
822         __isl_give isl_space *isl_space_set_tuple_name(
823                 __isl_take isl_space *space,
824                 enum isl_dim_type type, const char *s);
825         int isl_space_has_tuple_name(__isl_keep isl_space *space,
826                 enum isl_dim_type type);
827         const char *isl_space_get_tuple_name(__isl_keep isl_space *space,
828                 enum isl_dim_type type);
829
830 The C<type> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
831 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_space_get_name>,
832 the C<isl_space_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
833 data structure.
834 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
835 to have the same name.
836
837 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
838 the domain or range of a relation can be a nested relation.
839 The following functions can be used to construct and deconstruct
840 such nested spaces.
841
842         #include <isl/space.h>
843         int isl_space_is_wrapping(__isl_keep isl_space *space);
844         __isl_give isl_space *isl_space_wrap(__isl_take isl_space *space);
845         __isl_give isl_space *isl_space_unwrap(__isl_take isl_space *space);
846
847 The input to C<isl_space_is_wrapping> and C<isl_space_unwrap> should
848 be the space of a set, while that of
849 C<isl_space_wrap> should be the space of a relation.
850 Conversely, the output of C<isl_space_unwrap> is the space
851 of a relation, while that of C<isl_space_wrap> is the space of a set.
852
853 Spaces can be created from other spaces
854 using the following functions.
855
856         __isl_give isl_space *isl_space_domain(__isl_take isl_space *space);
857         __isl_give isl_space *isl_space_from_domain(__isl_take isl_space *space);
858         __isl_give isl_space *isl_space_range(__isl_take isl_space *space);
859         __isl_give isl_space *isl_space_from_range(__isl_take isl_space *space);
860         __isl_give isl_space *isl_space_params(
861                 __isl_take isl_space *space);
862         __isl_give isl_space *isl_space_set_from_params(
863                 __isl_take isl_space *space);
864         __isl_give isl_space *isl_space_reverse(__isl_take isl_space *space);
865         __isl_give isl_space *isl_space_join(__isl_take isl_space *left,
866                 __isl_take isl_space *right);
867         __isl_give isl_space *isl_space_align_params(
868                 __isl_take isl_space *space1, __isl_take isl_space *space2)
869         __isl_give isl_space *isl_space_insert_dims(__isl_take isl_space *space,
870                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
871         __isl_give isl_space *isl_space_add_dims(__isl_take isl_space *space,
872                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
873         __isl_give isl_space *isl_space_drop_dims(__isl_take isl_space *space,
874                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
875         __isl_give isl_space *isl_space_move_dims(__isl_take isl_space *space,
876                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
877                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
878                 unsigned n);
879         __isl_give isl_space *isl_space_map_from_set(
880                 __isl_take isl_space *space);
881         __isl_give isl_space *isl_space_map_from_domain_and_range(
882                 __isl_take isl_space *domain,
883                 __isl_take isl_space *range);
884         __isl_give isl_space *isl_space_zip(__isl_take isl_space *space);
885         __isl_give isl_space *isl_space_curry(
886                 __isl_take isl_space *space);
887         __isl_give isl_space *isl_space_uncurry(
888                 __isl_take isl_space *space);
889
890 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
891 the name and the internal structure are lost.
892
893 =head2 Local Spaces
894
895 A local space is essentially a space with
896 zero or more existentially quantified variables.
897 The local space of a (constraint of a) basic set or relation can be obtained
898 using the following functions.
899
900         #include <isl/constraint.h>
901         __isl_give isl_local_space *isl_constraint_get_local_space(
902                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
903
904         #include <isl/set.h>
905         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
906                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
907
908         #include <isl/map.h>
909         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
910                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
911
912 A new local space can be created from a space using
913
914         #include <isl/local_space.h>
915         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_space(
916                 __isl_take isl_space *space);
917
918 They can be inspected, modified, copied and freed using the following functions.
919
920         #include <isl/local_space.h>
921         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
922                 __isl_keep isl_local_space *ls);
923         int isl_local_space_is_set(__isl_keep isl_local_space *ls);
924         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
925                 enum isl_dim_type type);
926         int isl_local_space_has_dim_id(
927                 __isl_keep isl_local_space *ls,
928                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
929         __isl_give isl_id *isl_local_space_get_dim_id(
930                 __isl_keep isl_local_space *ls,
931                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
932         int isl_local_space_has_dim_name(
933                 __isl_keep isl_local_space *ls,
934                 enum isl_dim_type type, unsigned pos)
935         const char *isl_local_space_get_dim_name(
936                 __isl_keep isl_local_space *ls,
937                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
938         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_name(
939                 __isl_take isl_local_space *ls,
940                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
941         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_id(
942                 __isl_take isl_local_space *ls,
943                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
944                 __isl_take isl_id *id);
945         __isl_give isl_space *isl_local_space_get_space(
946                 __isl_keep isl_local_space *ls);
947         __isl_give isl_aff *isl_local_space_get_div(
948                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
949         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
950                 __isl_keep isl_local_space *ls);
951         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
952
953 Note that C<isl_local_space_get_div> can only be used on local spaces
954 of sets.
955
956 Two local spaces can be compared using
957
958         int isl_local_space_is_equal(__isl_keep isl_local_space *ls1,
959                 __isl_keep isl_local_space *ls2);
960
961 Local spaces can be created from other local spaces
962 using the following functions.
963
964         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_domain(
965                 __isl_take isl_local_space *ls);
966         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_range(
967                 __isl_take isl_local_space *ls);
968         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_domain(
969                 __isl_take isl_local_space *ls);
970         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_intersect(
971                 __isl_take isl_local_space *ls1,
972                 __isl_take isl_local_space *ls2);
973         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_add_dims(
974                 __isl_take isl_local_space *ls,
975                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
976         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
977                 __isl_take isl_local_space *ls,
978                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
979         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
980                 __isl_take isl_local_space *ls,
981                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
982
983 =head2 Input and Output
984
985 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
986 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
987 in some cases.
988
989 =head3 C<isl> format
990
991 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
992 syntax for describing the parameters and allows for the definition
993 of an existentially quantified variable as the integer division
994 of an affine expression.
995 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
996 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
997
998         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
999                                 i - 10 a <= 6) }
1000
1001 A set or relation can have several disjuncts, separated
1002 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
1003 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
1004 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
1005 C<and>.
1006
1007 =head3 C<PolyLib> format
1008
1009 If the represented set is a union, then the first line
1010 contains a single number representing the number of disjuncts.
1011 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
1012
1013 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
1014 The first line contains two numbers representing
1015 the number of rows and columns,
1016 where the number of rows is equal to the number of constraints
1017 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
1018 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
1019 In each row, the first column indicates whether the constraint
1020 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
1021 corresponds to the constant term.
1022
1023 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
1024 appear in the last columns before the constant column.
1025 The coefficients of any existentially quantified variables appear
1026 between those of the set variables and those of the parameters.
1027
1028 =head3 Extended C<PolyLib> format
1029
1030 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
1031 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
1032 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
1033 also contains four additional numbers:
1034 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
1035 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
1036 quantified variables) and the number of parameters.
1037 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
1038 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
1039 dimensions is zero.
1040
1041 =head3 Input
1042
1043         #include <isl/set.h>
1044         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
1045                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
1046         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
1047                 isl_ctx *ctx, const char *str);
1048         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
1049                 FILE *input);
1050         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
1051                 const char *str);
1052
1053         #include <isl/map.h>
1054         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
1055                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
1056         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
1057                 isl_ctx *ctx, const char *str);
1058         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
1059                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
1060         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
1061                 const char *str);
1062
1063         #include <isl/union_set.h>
1064         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
1065                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
1066         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
1067                 isl_ctx *ctx, const char *str);
1068
1069         #include <isl/union_map.h>
1070         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
1071                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
1072         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
1073                 isl_ctx *ctx, const char *str);
1074
1075 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
1076 or the C<isl> format.
1077
1078 =head3 Output
1079
1080 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
1081 be created.
1082
1083         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
1084                 FILE *file);
1085         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
1086         void *isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
1087         __isl_give char *isl_printer_get_str(
1088                 __isl_keep isl_printer *printer);
1089
1090 The printer can be inspected using the following functions.
1091
1092         FILE *isl_printer_get_file(
1093                 __isl_keep isl_printer *printer);
1094         int isl_printer_get_output_format(
1095                 __isl_keep isl_printer *p);
1096
1097 The behavior of the printer can be modified in various ways
1098
1099         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
1100                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
1101         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
1102                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
1103         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
1104                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
1105         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
1106                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
1107         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
1108                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
1109
1110 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
1111 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
1112 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
1113 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
1114 C<isl_printer_set_indent>) spaces
1115 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
1116 In the C<PolyLib> format output,
1117 the coefficients of the existentially quantified variables
1118 appear between those of the set variables and those
1119 of the parameters.
1120 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
1121 by the specified amount (which may be negative).
1122
1123 To actually print something, use
1124
1125         #include <isl/printer.h>
1126         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_double(
1127                 __isl_take isl_printer *p, double d);
1128
1129         #include <isl/set.h>
1130         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
1131                 __isl_take isl_printer *printer,
1132                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1133         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
1134                 __isl_take isl_printer *printer,
1135                 __isl_keep isl_set *set);
1136
1137         #include <isl/map.h>
1138         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
1139                 __isl_take isl_printer *printer,
1140                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1141         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
1142                 __isl_take isl_printer *printer,
1143                 __isl_keep isl_map *map);
1144
1145         #include <isl/union_set.h>
1146         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
1147                 __isl_take isl_printer *p,
1148                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1149
1150         #include <isl/union_map.h>
1151         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
1152                 __isl_take isl_printer *p,
1153                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1154
1155 When called on a file printer, the following function flushes
1156 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
1157
1158         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
1159                 __isl_take isl_printer *p);
1160
1161 =head2 Creating New Sets and Relations
1162
1163 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
1164
1165 =over
1166
1167 =item * Empty sets and relations
1168
1169         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
1170                 __isl_take isl_space *space);
1171         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
1172                 __isl_take isl_space *space);
1173         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
1174                 __isl_take isl_space *space);
1175         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
1176                 __isl_take isl_space *space);
1177         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
1178                 __isl_take isl_space *space);
1179         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
1180                 __isl_take isl_space *space);
1181
1182 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the space
1183 is only used to specify the parameters.
1184
1185 =item * Universe sets and relations
1186
1187         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
1188                 __isl_take isl_space *space);
1189         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
1190                 __isl_take isl_space *space);
1191         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
1192                 __isl_take isl_space *space);
1193         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
1194                 __isl_take isl_space *space);
1195         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
1196                 __isl_take isl_union_set *uset);
1197         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
1198                 __isl_take isl_union_map *umap);
1199
1200 The sets and relations constructed by the functions above
1201 contain all integer values, while those constructed by the
1202 functions below only contain non-negative values.
1203
1204         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
1205                 __isl_take isl_space *space);
1206         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
1207                 __isl_take isl_space *space);
1208         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
1209                 __isl_take isl_space *space);
1210         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
1211                 __isl_take isl_space *space);
1212
1213 =item * Identity relations
1214
1215         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
1216                 __isl_take isl_space *space);
1217         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
1218                 __isl_take isl_space *space);
1219
1220 The number of input and output dimensions in C<space> needs
1221 to be the same.
1222
1223 =item * Lexicographic order
1224
1225         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
1226                 __isl_take isl_space *set_space);
1227         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
1228                 __isl_take isl_space *set_space);
1229         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
1230                 __isl_take isl_space *set_space);
1231         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
1232                 __isl_take isl_space *set_space);
1233         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
1234                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1235         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
1236                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1237         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
1238                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1239         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
1240                 __isl_take isl_space *space, unsigned n);
1241
1242 The first four functions take a space for a B<set>
1243 and return relations that express that the elements in the domain
1244 are lexicographically less
1245 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
1246 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
1247 than the elements in the range.
1248 The last four functions take a space for a map
1249 and return relations that express that the first C<n> dimensions
1250 in the domain are lexicographically less
1251 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
1252 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
1253 than the first C<n> dimensions in the range.
1254
1255 =back
1256
1257 A basic set or relation can be converted to a set or relation
1258 using the following functions.
1259
1260         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
1261                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1262         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
1263                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1264
1265 Sets and relations can be converted to union sets and relations
1266 using the following functions.
1267
1268         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_basic_set(
1269                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1270         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_basic_map(
1271                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1272         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
1273                 __isl_take isl_set *set);
1274         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
1275                 __isl_take isl_map *map);
1276
1277 The inverse conversions below can only be used if the input
1278 union set or relation is known to contain elements in exactly one
1279 space.
1280
1281         __isl_give isl_set *isl_set_from_union_set(
1282                 __isl_take isl_union_set *uset);
1283         __isl_give isl_map *isl_map_from_union_map(
1284                 __isl_take isl_union_map *umap);
1285
1286 A zero-dimensional (basic) set can be constructed on a given parameter domain
1287 using the following function.
1288
1289         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
1290                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1291         __isl_give isl_set *isl_set_from_params(
1292                 __isl_take isl_set *set);
1293
1294 Sets and relations can be copied and freed again using the following
1295 functions.
1296
1297         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
1298                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1299         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
1300         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
1301                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1302         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
1303                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1304         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
1305         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
1306                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1307         void *isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
1308         void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
1309         void *isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
1310         void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
1311         void *isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
1312         void *isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
1313
1314 Other sets and relations can be constructed by starting
1315 from a universe set or relation, adding equality and/or
1316 inequality constraints and then projecting out the
1317 existentially quantified variables, if any.
1318 Constraints can be constructed, manipulated and
1319 added to (or removed from) (basic) sets and relations
1320 using the following functions.
1321
1322         #include <isl/constraint.h>
1323         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
1324                 __isl_take isl_local_space *ls);
1325         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
1326                 __isl_take isl_local_space *ls);
1327         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant(
1328                 __isl_take isl_constraint *constraint, isl_int v);
1329         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_constant_si(
1330                 __isl_take isl_constraint *constraint, int v);
1331         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient(
1332                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1333                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1334         __isl_give isl_constraint *isl_constraint_set_coefficient_si(
1335                 __isl_take isl_constraint *constraint,
1336                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
1337         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
1338                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1339                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1340         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
1341                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1342                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1343         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
1344                 __isl_take isl_map *map,
1345                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1346         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
1347                 __isl_take isl_set *set,
1348                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1349         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_drop_constraint(
1350                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1351                 __isl_take isl_constraint *constraint);
1352
1353 For example, to create a set containing the even integers
1354 between 10 and 42, you would use the following code.
1355
1356         isl_space *space;
1357         isl_local_space *ls;
1358         isl_constraint *c;
1359         isl_basic_set *bset;
1360
1361         space = isl_space_set_alloc(ctx, 0, 2);
1362         bset = isl_basic_set_universe(isl_space_copy(space));
1363         ls = isl_local_space_from_space(space);
1364
1365         c = isl_equality_alloc(isl_local_space_copy(ls));
1366         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 0, -1);
1367         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 1, 2);
1368         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1369
1370         c = isl_inequality_alloc(isl_local_space_copy(ls));
1371         c = isl_constraint_set_constant_si(c, -10);
1372         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 0, 1);
1373         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1374
1375         c = isl_inequality_alloc(ls);
1376         c = isl_constraint_set_constant_si(c, 42);
1377         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, isl_dim_set, 0, -1);
1378         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1379
1380         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1381
1382 Or, alternatively,
1383
1384         isl_basic_set *bset;
1385         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1386                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}");
1387
1388 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1389 describing the equalities and the inequalities.
1390
1391         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
1392                 __isl_take isl_space *space,
1393                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1394                 enum isl_dim_type c1,
1395                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1396                 enum isl_dim_type c4);
1397         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1398                 __isl_take isl_space *space,
1399                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1400                 enum isl_dim_type c1,
1401                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1402                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1403
1404 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1405 different kinds of variables appear in the input matrices
1406 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1407 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1408 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1409 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1410
1411 A (basic or union) set or relation can also be constructed from a
1412 (union) (piecewise) (multiple) affine expression
1413 or a list of affine expressions
1414 (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions"> and
1415 L<"Piecewise Multiple Quasi Affine Expressions">).
1416
1417         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1418                 __isl_take isl_aff *aff);
1419         __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(
1420                 __isl_take isl_aff *aff);
1421         __isl_give isl_set *isl_set_from_pw_aff(
1422                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1423         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1424                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1425         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1426                 __isl_take isl_space *domain_space,
1427                 __isl_take isl_aff_list *list);
1428         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
1429                 __isl_take isl_multi_aff *maff)
1430         __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(
1431                 __isl_take isl_multi_aff *maff)
1432         __isl_give isl_set *isl_set_from_pw_multi_aff(
1433                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
1434         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_multi_aff(
1435                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
1436         __isl_give isl_union_map *
1437         isl_union_map_from_union_pw_multi_aff(
1438                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma);
1439
1440 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1441 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1442 of zero affine expressions.
1443
1444 =head2 Inspecting Sets and Relations
1445
1446 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1447 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1448 explained in the following sections.
1449 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1450 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1451 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1452 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1453
1454         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1455                 __isl_take isl_set *set);
1456         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1457                 __isl_take isl_map *map);
1458         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1459                 __isl_take isl_union_set *uset);
1460         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1461                 __isl_take isl_union_map *umap);
1462
1463 This explicit representation defines the existentially quantified
1464 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1465 including earlier existentially quantified variables.
1466 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1467 has a unique value when the values of the other variables are known.
1468 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1469 with the same explicit representations, should appear in the
1470 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1471 either of the following functions.
1472
1473         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1474                 __isl_take isl_set *set);
1475         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1476                 __isl_take isl_map *map);
1477
1478 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1479 using the following functions, which compute an overapproximation.
1480
1481         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1482                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1483         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1484                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1485         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1486                 __isl_take isl_set *set);
1487         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1488                 __isl_take isl_map *map);
1489
1490 It is also possible to only remove those divs that are defined
1491 in terms of a given range of dimensions or only those for which
1492 no explicit representation is known.
1493
1494         __isl_give isl_basic_set *
1495         isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
1496                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1497                 enum isl_dim_type type,
1498                 unsigned first, unsigned n);
1499         __isl_give isl_basic_map *
1500         isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1501                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1502                 enum isl_dim_type type,
1503                 unsigned first, unsigned n);
1504         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(
1505                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1506                 unsigned first, unsigned n);
1507         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(
1508                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1509                 unsigned first, unsigned n);
1510
1511         __isl_give isl_basic_set *
1512         isl_basic_set_remove_unknown_divs(
1513                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1514         __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(
1515                 __isl_take isl_set *set);
1516         __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(
1517                 __isl_take isl_map *map);
1518
1519 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1520
1521         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1522                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1523                 void *user);
1524         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1525                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1526                 void *user);
1527
1528 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1529 from
1530
1531         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1532         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1533
1534 To extract the set or map in a given space from a union, use
1535
1536         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1537                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1538                 __isl_take isl_space *space);
1539         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1540                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1541                 __isl_take isl_space *space);
1542
1543 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1544
1545         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1546                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1547                 void *user);
1548         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1549                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1550                 void *user);
1551
1552 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1553 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1554 occurs, the above functions will return -1.
1555
1556 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1557 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1558 If this is required, then the user should call one of
1559 the following functions first.
1560
1561         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1562                 __isl_take isl_set *set);
1563         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1564                 __isl_take isl_map *map);
1565
1566 The number of basic sets in a set can be obtained
1567 from
1568
1569         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1570
1571 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1572
1573         #include <isl/constraint.h>
1574
1575         int isl_basic_set_n_constraint(
1576                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1577         int isl_basic_set_foreach_constraint(
1578                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1579                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1580                 void *user);
1581         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1582                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1583                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1584                 void *user);
1585         void *isl_constraint_free(__isl_take isl_constraint *c);
1586
1587 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1588 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1589 occurs, the above functions will return -1.
1590 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1591 Use the following function to find out whether a constraint
1592 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1593
1594         int isl_constraint_is_equality(
1595                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1596
1597 The coefficients of the constraints can be inspected using
1598 the following functions.
1599
1600         int isl_constraint_is_lower_bound(
1601                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1602                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1603         int isl_constraint_is_upper_bound(
1604                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1605                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1606         void isl_constraint_get_constant(
1607                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1608         void isl_constraint_get_coefficient(
1609                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1610                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1611         int isl_constraint_involves_dims(
1612                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1613                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1614
1615 The explicit representations of the existentially quantified
1616 variables can be inspected using the following function.
1617 Note that the user is only allowed to use this function
1618 if the inspected set or map is the result of a call
1619 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1620 The existentially quantified variable is equal to the floor
1621 of the returned affine expression.  The affine expression
1622 itself can be inspected using the functions in
1623 L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">.
1624
1625         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_div(
1626                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1627
1628 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1629 form, use the following functions.
1630
1631         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1632                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1633                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1634                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1635         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1636                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1637                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1638                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1639         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1640                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1641                 enum isl_dim_type c1,
1642                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1643                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1644         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1645                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1646                 enum isl_dim_type c1,
1647                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1648                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1649
1650 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1651 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1652 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1653 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1654
1655 The number of parameters, input, output or set dimensions can
1656 be obtained using the following functions.
1657
1658         unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1659                 enum isl_dim_type type);
1660         unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1661                 enum isl_dim_type type);
1662         unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set,
1663                 enum isl_dim_type type);
1664         unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map,
1665                 enum isl_dim_type type);
1666
1667 To check whether the description of a set or relation depends
1668 on one or more given dimensions, it is not necessary to iterate over all
1669 constraints.  Instead the following functions can be used.
1670
1671         int isl_basic_set_involves_dims(
1672                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1673                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1674         int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1675                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1676         int isl_basic_map_involves_dims(
1677                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1678                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1679         int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1680                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1681
1682 Similarly, the following functions can be used to check whether
1683 a given dimension is involved in any lower or upper bound.
1684
1685         int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
1686                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1687         int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
1688                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1689
1690 Note that these functions return true even if there is a bound on
1691 the dimension on only some of the basic sets of C<set>.
1692 To check if they have a bound for all of the basic sets in C<set>,
1693 use the following functions instead.
1694
1695         int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
1696                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1697         int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
1698                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1699
1700 The identifiers or names of the domain and range spaces of a set
1701 or relation can be read off or set using the following functions.
1702
1703         __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(
1704                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_id *id);
1705         __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(
1706                 __isl_take isl_set *set);
1707         int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set);
1708         __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(
1709                 __isl_keep isl_set *set);
1710         __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(
1711                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1712                 __isl_take isl_id *id);
1713         __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(
1714                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1715         int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
1716                 enum isl_dim_type type);
1717         __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(
1718                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type);
1719
1720         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1721                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1722         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1723                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1724         int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set);
1725         const char *isl_set_get_tuple_name(
1726                 __isl_keep isl_set *set);
1727         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1728                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1729                 enum isl_dim_type type);
1730         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
1731                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1732                 enum isl_dim_type type, const char *s);
1733         int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
1734                 enum isl_dim_type type);
1735         const char *isl_map_get_tuple_name(
1736                 __isl_keep isl_map *map,
1737                 enum isl_dim_type type);
1738
1739 As with C<isl_space_get_tuple_name>, the value returned points to
1740 an internal data structure.
1741 The identifiers, positions or names of individual dimensions can be
1742 read off using the following functions.
1743
1744         __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(
1745                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1746                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1747         __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(
1748                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1749                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1750         int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
1751                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1752         __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(
1753                 __isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1754                 unsigned pos);
1755         int isl_basic_map_has_dim_id(
1756                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1757                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1758         __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(
1759                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1760                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
1761         int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
1762                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1763         __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(
1764                 __isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
1765                 unsigned pos);
1766
1767         int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set,
1768                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1769         int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map,
1770                 enum isl_dim_type type, __isl_keep isl_id *id);
1771         int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set,
1772                 enum isl_dim_type type, const char *name);
1773         int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map,
1774                 enum isl_dim_type type, const char *name);
1775
1776         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1777                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1778                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1779         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1780                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1781                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1782         int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
1783                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1784         const char *isl_set_get_dim_name(
1785                 __isl_keep isl_set *set,
1786                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1787         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1788                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1789                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1790         int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
1791                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1792         const char *isl_map_get_dim_name(
1793                 __isl_keep isl_map *map,
1794                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1795
1796 These functions are mostly useful to obtain the identifiers, positions
1797 or names of the parameters.  Identifiers of individual dimensions are
1798 essentially only useful for printing.  They are ignored by all other
1799 operations and may not be preserved across those operations.
1800
1801 =head2 Properties
1802
1803 =head3 Unary Properties
1804
1805 =over
1806
1807 =item * Emptiness
1808
1809 The following functions test whether the given set or relation
1810 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1811 any computations, but simply check if the given set or relation
1812 is already known to be empty.
1813
1814         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1815         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1816         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1817         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1818         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1819         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1820         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1821         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1822         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1823         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1824
1825 =item * Universality
1826
1827         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1828         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1829         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1830
1831 =item * Single-valuedness
1832
1833         int isl_basic_map_is_single_valued(
1834                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1835         int isl_map_plain_is_single_valued(
1836                 __isl_keep isl_map *map);
1837         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1838         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1839
1840 =item * Injectivity
1841
1842         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1843         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1844         int isl_union_map_plain_is_injective(
1845                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1846         int isl_union_map_is_injective(
1847                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1848
1849 =item * Bijectivity
1850
1851         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1852         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1853
1854 =item * Position
1855
1856         int isl_basic_map_plain_is_fixed(
1857                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1858                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1859                 isl_int *val);
1860         int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
1861                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1862                 isl_int *val);
1863         int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
1864                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1865                 isl_int *val);
1866
1867 Check if the relation obviously lies on a hyperplane where the given dimension
1868 has a fixed value and if so, return that value in C<*val>.
1869
1870 =item * Space
1871
1872 To check whether a set is a parameter domain, use this function:
1873
1874         int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set);
1875         int isl_union_set_is_params(
1876                 __isl_keep isl_union_set *uset);
1877
1878 =item * Wrapping
1879
1880 The following functions check whether the domain of the given
1881 (basic) set is a wrapped relation.
1882
1883         int isl_basic_set_is_wrapping(
1884                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1885         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1886
1887 =item * Internal Product
1888
1889         int isl_basic_map_can_zip(
1890                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1891         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1892
1893 Check whether the product of domain and range of the given relation
1894 can be computed,
1895 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1896
1897 =item * Currying
1898
1899         int isl_basic_map_can_curry(
1900                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1901         int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map);
1902
1903 Check whether the domain of the (basic) relation is a wrapped relation.
1904
1905         int isl_basic_map_can_uncurry(
1906                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1907         int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map);
1908
1909 Check whether the range of the (basic) relation is a wrapped relation.
1910
1911 =back
1912
1913 =head3 Binary Properties
1914
1915 =over
1916
1917 =item * Equality
1918
1919         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1920                 __isl_keep isl_set *set2);
1921         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1922                 __isl_keep isl_set *set2);
1923         int isl_union_set_is_equal(
1924                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1925                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1926         int isl_basic_map_is_equal(
1927                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1928                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1929         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1930                 __isl_keep isl_map *map2);
1931         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1932                 __isl_keep isl_map *map2);
1933         int isl_union_map_is_equal(
1934                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1935                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1936
1937 =item * Disjointness
1938
1939         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1940                 __isl_keep isl_set *set2);
1941         int isl_set_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1942                 __isl_keep isl_set *set2);
1943         int isl_map_is_disjoint(__isl_keep isl_map *map1,
1944                 __isl_keep isl_map *map2);
1945
1946 =item * Subset
1947
1948         int isl_basic_set_is_subset(
1949                 __isl_keep isl_basic_set *bset1,
1950                 __isl_keep isl_basic_set *bset2);
1951         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1952                 __isl_keep isl_set *set2);
1953         int isl_set_is_strict_subset(
1954                 __isl_keep isl_set *set1,
1955                 __isl_keep isl_set *set2);
1956         int isl_union_set_is_subset(
1957                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1958                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1959         int isl_union_set_is_strict_subset(
1960                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1961                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1962         int isl_basic_map_is_subset(
1963                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1964                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1965         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1966                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1967                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1968         int isl_map_is_subset(
1969                 __isl_keep isl_map *map1,
1970                 __isl_keep isl_map *map2);
1971         int isl_map_is_strict_subset(
1972                 __isl_keep isl_map *map1,
1973                 __isl_keep isl_map *map2);
1974         int isl_union_map_is_subset(
1975                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1976                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1977         int isl_union_map_is_strict_subset(
1978                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1979                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1980
1981 Check whether the first argument is a (strict) subset of the
1982 second argument.
1983
1984 =item * Order
1985
1986         int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1,
1987                 __isl_keep isl_set *set2);
1988
1989 This function is useful for sorting C<isl_set>s.
1990 The order depends on the internal representation of the inputs.
1991 The order is fixed over different calls to the function (assuming
1992 the internal representation of the inputs has not changed), but may
1993 change over different versions of C<isl>.
1994
1995 =back
1996
1997 =head2 Unary Operations
1998
1999 =over
2000
2001 =item * Complement
2002
2003         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
2004                 __isl_take isl_set *set);
2005         __isl_give isl_map *isl_map_complement(
2006                 __isl_take isl_map *map);
2007
2008 =item * Inverse map
2009
2010         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
2011                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2012         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
2013                 __isl_take isl_map *map);
2014         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
2015                 __isl_take isl_union_map *umap);
2016
2017 =item * Projection
2018
2019         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
2020                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2021                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2022         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2023                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2024                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2025         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2026                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2027         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2028                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2029         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(
2030                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2031         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
2032                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2033         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
2034                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2035         __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set);
2036         __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map);
2037         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
2038                 __isl_take isl_map *bmap);
2039         __isl_give isl_set *isl_map_range(
2040                 __isl_take isl_map *map);
2041         __isl_give isl_set *isl_union_set_params(
2042                 __isl_take isl_union_set *uset);
2043         __isl_give isl_set *isl_union_map_params(
2044                 __isl_take isl_union_map *umap);
2045         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
2046                 __isl_take isl_union_map *umap);
2047         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
2048                 __isl_take isl_union_map *umap);
2049
2050         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
2051                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2052         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
2053                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2054         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
2055         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
2056         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
2057                 __isl_take isl_union_map *umap);
2058         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
2059                 __isl_take isl_union_map *umap);
2060
2061 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
2062 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
2063
2064 =item * Elimination
2065
2066         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_eliminate(
2067                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2068                 enum isl_dim_type type,
2069                 unsigned first, unsigned n);
2070         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
2071                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
2072                 unsigned first, unsigned n);
2073         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_eliminate(
2074                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2075                 enum isl_dim_type type,
2076                 unsigned first, unsigned n);
2077         __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(
2078                 __isl_take isl_map *map, enum isl_dim_type type,
2079                 unsigned first, unsigned n);
2080
2081 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
2082 without removing the dimensions.
2083
2084 =item * Slicing
2085
2086         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
2087                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2088                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2089                 isl_int value);
2090         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
2091                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2092                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2093         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
2094                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2095                 isl_int value);
2096         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
2097                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2098         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
2099                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2100                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2101         __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
2102                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2103                 isl_int value);
2104         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
2105                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2106
2107 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
2108 dimension has the fixed given value.
2109
2110         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
2111                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2112                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2113         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
2114                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2115                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2116         __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(
2117                 __isl_take isl_set *set,
2118                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2119                 isl_int value);
2120         __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(
2121                 __isl_take isl_set *set,
2122                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2123         __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(
2124                 __isl_take isl_map *map,
2125                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2126         __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(
2127                 __isl_take isl_set *set,
2128                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2129                 isl_int value);
2130         __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(
2131                 __isl_take isl_set *set,
2132                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2133         __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(
2134                 __isl_take isl_map *map,
2135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
2136
2137 Intersect the set or relation with the half-space where the given
2138 dimension has a value bounded by the fixed given value.
2139
2140         __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
2141                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2142                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2143         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(
2144                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2145                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2146                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2147         __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
2148                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2149                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2150
2151 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
2152 dimensions are equal to each other.
2153
2154         __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
2155                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2156                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2157
2158 Intersect the relation with the hyperplane where the given
2159 dimensions have opposite values.
2160
2161         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(
2162                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2163                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2164                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2165         __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
2166                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2167                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2168         __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
2169                 enum isl_dim_type type1, int pos1,
2170                 enum isl_dim_type type2, int pos2);
2171
2172 Intersect the relation with the half-space where the given
2173 dimensions satisfy the given ordering.
2174
2175 =item * Identity
2176
2177         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
2178                 __isl_take isl_set *set);
2179         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
2180                 __isl_take isl_union_set *uset);
2181
2182 Construct an identity relation on the given (union) set.
2183
2184 =item * Deltas
2185
2186         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
2187                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2188         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
2189         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
2190                 __isl_take isl_union_map *umap);
2191
2192 These functions return a (basic) set containing the differences
2193 between image elements and corresponding domain elements in the input.
2194
2195         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
2196                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2197         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
2198                 __isl_take isl_map *map);
2199         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
2200                 __isl_take isl_union_map *umap);
2201
2202 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
2203 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
2204
2205 =item * Coalescing
2206
2207 Simplify the representation of a set or relation by trying
2208 to combine pairs of basic sets or relations into a single
2209 basic set or relation.
2210
2211         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
2212         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
2213         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
2214                 __isl_take isl_union_set *uset);
2215         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
2216                 __isl_take isl_union_map *umap);
2217
2218 One of the methods for combining pairs of basic sets or relations
2219 can result in coefficients that are much larger than those that appear
2220 in the constraints of the input.  By default, the coefficients are
2221 not allowed to grow larger, but this can be changed by unsetting
2222 the following option.
2223
2224         int isl_options_set_coalesce_bounded_wrapping(
2225                 isl_ctx *ctx, int val);
2226         int isl_options_get_coalesce_bounded_wrapping(
2227                 isl_ctx *ctx);
2228
2229 =item * Detecting equalities
2230
2231         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
2232                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2233         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
2234                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2235         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
2236                 __isl_take isl_set *set);
2237         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
2238                 __isl_take isl_map *map);
2239         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
2240                 __isl_take isl_union_set *uset);
2241         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
2242                 __isl_take isl_union_map *umap);
2243
2244 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
2245 equalities.
2246
2247 =item * Removing redundant constraints
2248
2249         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
2250                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2251         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
2252                 __isl_take isl_set *set);
2253         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
2254                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2255         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
2256                 __isl_take isl_map *map);
2257
2258 =item * Convex hull
2259
2260         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
2261                 __isl_take isl_set *set);
2262         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
2263                 __isl_take isl_map *map);
2264
2265 If the input set or relation has any existentially quantified
2266 variables, then the result of these operations is currently undefined.
2267
2268 =item * Simple hull
2269
2270         __isl_give isl_basic_set *
2271         isl_set_unshifted_simple_hull(
2272                 __isl_take isl_set *set);
2273         __isl_give isl_basic_map *
2274         isl_map_unshifted_simple_hull(
2275                 __isl_take isl_map *map);
2276         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
2277                 __isl_take isl_set *set);
2278         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
2279                 __isl_take isl_map *map);
2280         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
2281                 __isl_take isl_union_map *umap);
2282
2283 These functions compute a single basic set or relation
2284 that contains the whole input set or relation.
2285 In particular, the output is described by translates
2286 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
2287 In case of C<isl_set_unshifted_simple_hull>, only the original
2288 constraints are used, without any translation.
2289
2290 =begin latex
2291
2292 (See \autoref{s:simple hull}.)
2293
2294 =end latex
2295
2296 =item * Affine hull
2297
2298         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
2299                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2300         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
2301                 __isl_take isl_set *set);
2302         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
2303                 __isl_take isl_union_set *uset);
2304         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
2305                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2306         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
2307                 __isl_take isl_map *map);
2308         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
2309                 __isl_take isl_union_map *umap);
2310
2311 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
2312 per space.
2313
2314 =item * Polyhedral hull
2315
2316         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
2317                 __isl_take isl_set *set);
2318         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
2319                 __isl_take isl_map *map);
2320         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
2321                 __isl_take isl_union_set *uset);
2322         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
2323                 __isl_take isl_union_map *umap);
2324
2325 These functions compute a single basic set or relation
2326 not involving any existentially quantified variables
2327 that contains the whole input set or relation.
2328 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
2329 per space.
2330
2331 =item * Other approximations
2332
2333         __isl_give isl_basic_set *
2334         isl_basic_set_drop_constraints_involving_dims(
2335                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2336                 enum isl_dim_type type,
2337                 unsigned first, unsigned n);
2338         __isl_give isl_basic_set *
2339         isl_basic_set_drop_constraints_not_involving_dims(
2340                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2341                 enum isl_dim_type type,
2342                 unsigned first, unsigned n);
2343         __isl_give isl_set *
2344         isl_set_drop_constraints_involving_dims(
2345                 __isl_take isl_set *set,
2346                 enum isl_dim_type type,
2347                 unsigned first, unsigned n);
2348         __isl_give isl_map *
2349         isl_map_drop_constraints_involving_dims(
2350                 __isl_take isl_map *map,
2351                 enum isl_dim_type type,
2352                 unsigned first, unsigned n);
2353
2354 These functions drop any constraints (not) involving the specified dimensions.
2355 Note that the result depends on the representation of the input.
2356
2357 =item * Feasibility
2358
2359         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sample(
2360                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2361         __isl_give isl_basic_set *isl_set_sample(
2362                 __isl_take isl_set *set);
2363         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_sample(
2364                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2365         __isl_give isl_basic_map *isl_map_sample(
2366                 __isl_take isl_map *map);
2367
2368 If the input (basic) set or relation is non-empty, then return
2369 a singleton subset of the input.  Otherwise, return an empty set.
2370
2371 =item * Optimization
2372
2373         #include <isl/ilp.h>
2374         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
2375                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
2376                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
2377         enum isl_lp_result isl_set_min(__isl_keep isl_set *set,
2378                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
2379         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
2380                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
2381
2382 Compute the minimum or maximum of the integer affine expression C<obj>
2383 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
2384 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
2385 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
2386
2387 =item * Parametric optimization
2388
2389         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(
2390                 __isl_take isl_set *set, int pos);
2391         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
2392                 __isl_take isl_set *set, int pos);
2393         __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(
2394                 __isl_take isl_map *map, int pos);
2395
2396 Compute the minimum or maximum of the given set or output dimension
2397 as a function of the parameters (and input dimensions), but independently
2398 of the other set or output dimensions.
2399 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
2400
2401 =item * Dual
2402
2403 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
2404 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
2405 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
2406 Internally, these two sets of functions perform essentially the
2407 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
2408 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
2409 The current implementation is based on the Farkas lemma and
2410 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
2411 in future.  In particular, future implementations may use different
2412 dualization algorithms or skip the elimination step.
2413
2414         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
2415                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2416         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
2417                 __isl_take isl_set *set);
2418         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
2419                 __isl_take isl_union_set *bset);
2420         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
2421                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2422         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
2423                 __isl_take isl_set *set);
2424         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
2425                 __isl_take isl_union_set *bset);
2426
2427 =item * Power
2428
2429         __isl_give isl_map *isl_map_fixed_power(
2430                 __isl_take isl_map *map, isl_int exp);
2431         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_fixed_power(
2432                 __isl_take isl_union_map *umap, isl_int exp);
2433
2434 Compute the given power of C<map>, where C<exp> is assumed to be non-zero.
2435 If the exponent C<exp> is negative, then the -C<exp> th power of the inverse
2436 of C<map> is computed.
2437
2438         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
2439                 int *exact);
2440         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
2441                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
2442
2443 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
2444 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
2445 I<k>th power of C<map>.
2446 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
2447 then C<*exact> is set to C<1>.
2448
2449 =item * Transitive closure
2450
2451         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
2452                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
2453         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
2454                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
2455
2456 Compute the transitive closure of C<map>.
2457 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
2458 then C<*exact> is set to C<1>.
2459
2460 =item * Reaching path lengths
2461
2462         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
2463                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
2464
2465 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
2466 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
2467 end up in the given element.
2468 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
2469 then C<*exact> is set to C<1>.
2470 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
2471 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
2472 In particular, if the input relation is a dependence relation
2473 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
2474 to the free schedule.
2475 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
2476 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
2477 the overapproximation), then you will get an error message.
2478
2479 =item * Wrapping
2480
2481         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
2482                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2483         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
2484                 __isl_take isl_map *map);
2485         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
2486                 __isl_take isl_union_map *umap);
2487         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
2488                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2489         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
2490                 __isl_take isl_set *set);
2491         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
2492                 __isl_take isl_union_set *uset);
2493
2494 =item * Flattening
2495
2496 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
2497 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
2498 then the name of the space is also removed.
2499
2500         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
2501                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2502         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
2503                 __isl_take isl_set *set);
2504         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
2505                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2506         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
2507                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2508         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
2509                 __isl_take isl_map *map);
2510         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(
2511                 __isl_take isl_map *map);
2512         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
2513                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2514         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
2515                 __isl_take isl_map *map);
2516
2517         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
2518                 __isl_take isl_set *set);
2519
2520 The function above constructs a relation
2521 that maps the input set to a flattened version of the set.
2522
2523 =item * Lifting
2524
2525 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
2526 to the existentially quantified variables in the input.
2527 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
2528 is the original space and the range corresponds to the original
2529 existentially quantified variables.
2530
2531         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
2532                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2533         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
2534                 __isl_take isl_set *set);
2535         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
2536                 __isl_take isl_union_set *uset);
2537
2538 Given a local space that contains the existentially quantified
2539 variables of a set, a basic relation that, when applied to
2540 a basic set, has essentially the same effect as C<isl_basic_set_lift>,
2541 can be constructed using the following function.
2542
2543         #include <isl/local_space.h>
2544         __isl_give isl_basic_map *isl_local_space_lifting(
2545                 __isl_take isl_local_space *ls);
2546
2547 =item * Internal Product
2548
2549         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
2550                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2551         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
2552                 __isl_take isl_map *map);
2553         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
2554                 __isl_take isl_union_map *umap);
2555
2556 Given a relation with nested relations for domain and range,
2557 interchange the range of the domain with the domain of the range.
2558
2559 =item * Currying
2560
2561         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(
2562                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2563         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(
2564                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2565         __isl_give isl_map *isl_map_curry(
2566                 __isl_take isl_map *map);
2567         __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(
2568                 __isl_take isl_map *map);
2569         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_curry(
2570                 __isl_take isl_union_map *umap);
2571         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_uncurry(
2572                 __isl_take isl_union_map *umap);
2573
2574 Given a relation with a nested relation for domain,
2575 the C<curry> functions
2576 move the range of the nested relation out of the domain
2577 and use it as the domain of a nested relation in the range,
2578 with the original range as range of this nested relation.
2579 The C<uncurry> functions perform the inverse operation.
2580
2581 =item * Aligning parameters
2582
2583         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
2584                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2585                 __isl_take isl_space *model);
2586         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
2587                 __isl_take isl_set *set,
2588                 __isl_take isl_space *model);
2589         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
2590                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2591                 __isl_take isl_space *model);
2592         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
2593                 __isl_take isl_map *map,
2594                 __isl_take isl_space *model);
2595
2596 Change the order of the parameters of the given set or relation
2597 such that the first parameters match those of C<model>.
2598 This may involve the introduction of extra parameters.
2599 All parameters need to be named.
2600
2601 =item * Dimension manipulation
2602
2603         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(
2604                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2605                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2606         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
2607                 __isl_take isl_set *set,
2608                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2609         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
2610                 __isl_take isl_map *map,
2611                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2612         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2613                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2614                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2615                 unsigned n);
2616         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2617                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2618                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2619                 unsigned n);
2620         __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(
2621                 __isl_take isl_set *set,
2622                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2623         __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(
2624                 __isl_take isl_map *map,
2625                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
2626         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(
2627                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2628                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2629                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
2630                 unsigned n);
2631         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2632                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2633                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2634                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
2635                 unsigned n);
2636         __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(
2637                 __isl_take isl_set *set,
2638                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2639                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
2640                 unsigned n);
2641         __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(
2642                 __isl_take isl_map *map,
2643                 enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2644                 enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos,
2645                 unsigned n);
2646
2647 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
2648 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
2649 structure of the space.  However, the above functions can be useful
2650 to add new parameters, assuming
2651 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
2652 are not sufficient.
2653
2654 =back
2655
2656 =head2 Binary Operations
2657
2658 The two arguments of a binary operation not only need to live
2659 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
2660 the same (number of) parameters.
2661
2662 =head3 Basic Operations
2663
2664 =over
2665
2666 =item * Intersection
2667
2668         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2669                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2670                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2671         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2672                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2673                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2674         __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(
2675                 __isl_take isl_set *set,
2676                 __isl_take isl_set *params);
2677         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
2678                 __isl_take isl_set *set1,
2679                 __isl_take isl_set *set2);
2680         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect_params(
2681                 __isl_take isl_union_set *uset,
2682                 __isl_take isl_set *set);
2683         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_params(
2684                 __isl_take isl_union_map *umap,
2685                 __isl_take isl_set *set);
2686         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
2687                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2688                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2689         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2690                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2691                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2692         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2693                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2694                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2695         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2696                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2697                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2698         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(
2699                 __isl_take isl_map *map,
2700                 __isl_take isl_set *params);
2701         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
2702                 __isl_take isl_map *map,
2703                 __isl_take isl_set *set);
2704         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
2705                 __isl_take isl_map *map,
2706                 __isl_take isl_set *set);
2707         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
2708                 __isl_take isl_map *map1,
2709                 __isl_take isl_map *map2);
2710         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
2711                 __isl_take isl_union_map *umap,
2712                 __isl_take isl_union_set *uset);
2713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
2714                 __isl_take isl_union_map *umap,
2715                 __isl_take isl_union_set *uset);
2716         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
2717                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2718                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2719
2720 The second argument to the C<_params> functions needs to be
2721 a parametric (basic) set.  For the other functions, a parametric set
2722 for either argument is only allowed if the other argument is
2723 a parametric set as well.
2724
2725 =item * Union
2726
2727         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
2728                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2729                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2730         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
2731                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2732                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2733         __isl_give isl_set *isl_set_union(
2734                 __isl_take isl_set *set1,
2735                 __isl_take isl_set *set2);
2736         __isl_give isl_map *isl_map_union(
2737                 __isl_take isl_map *map1,
2738                 __isl_take isl_map *map2);
2739         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
2740                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2741                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2742         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
2743                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2744                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2745
2746 =item * Set difference
2747
2748         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
2749                 __isl_take isl_set *set1,
2750                 __isl_take isl_set *set2);
2751         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
2752                 __isl_take isl_map *map1,
2753                 __isl_take isl_map *map2);
2754         __isl_give isl_map *isl_map_subtract_domain(
2755                 __isl_take isl_map *map,
2756                 __isl_take isl_set *dom);
2757         __isl_give isl_map *isl_map_subtract_range(
2758                 __isl_take isl_map *map,
2759                 __isl_take isl_set *dom);
2760         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
2761                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2762                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2763         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
2764                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2765                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2766         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract_domain(
2767                 __isl_take isl_union_map *umap,
2768                 __isl_take isl_union_set *dom);
2769         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract_range(
2770                 __isl_take isl_union_map *umap,
2771                 __isl_take isl_union_set *dom);
2772
2773 =item * Application
2774
2775         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2776                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2777                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2778         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
2779                 __isl_take isl_set *set,
2780                 __isl_take isl_map *map);
2781         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
2782                 __isl_take isl_union_set *uset,
2783                 __isl_take isl_union_map *umap);
2784         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2785                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2786                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2787         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2788                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2789                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2790         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
2791                 __isl_take isl_map *map1,
2792                 __isl_take isl_map *map2);
2793         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
2794                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2795                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2796         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
2797                 __isl_take isl_map *map1,
2798                 __isl_take isl_map *map2);
2799         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
2800                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2801                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2802
2803 =item * Preimage
2804
2805         __isl_give isl_basic_set *
2806         isl_basic_set_preimage_multi_aff(
2807                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2808                 __isl_take isl_multi_aff *ma);
2809         __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(
2810                 __isl_take isl_set *set,
2811                 __isl_take isl_multi_aff *ma);
2812         __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(
2813                 __isl_take isl_set *set,
2814                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
2815
2816 These functions compute the preimage of the given set under
2817 the given function.  In other words, the expression is plugged
2818 into the set description.
2819 Objects of types C<isl_multi_aff> and C<isl_pw_multi_aff> are described in
2820 L</"Piecewise Multiple Quasi Affine Expressions">.
2821
2822 =item * Cartesian Product
2823
2824         __isl_give isl_set *isl_set_product(
2825                 __isl_take isl_set *set1,
2826                 __isl_take isl_set *set2);
2827         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
2828                 __isl_take isl_union_set *uset1,
2829                 __isl_take isl_union_set *uset2);
2830         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
2831                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2832                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2833         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
2834                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2835                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2836         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_product(
2837                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2838                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2839         __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(
2840                 __isl_take isl_map *map1,
2841                 __isl_take isl_map *map2);
2842         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
2843                 __isl_take isl_map *map1,
2844                 __isl_take isl_map *map2);
2845         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_product(
2846                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2847                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2848         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
2849                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2850                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2851         __isl_give isl_map *isl_map_product(
2852                 __isl_take isl_map *map1,
2853                 __isl_take isl_map *map2);
2854         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
2855                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2856                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2857
2858 The above functions compute the cross product of the given
2859 sets or relations.  The domains and ranges of the results
2860 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
2861 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
2862 instead.
2863
2864         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
2865                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2866                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2867         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
2868                 __isl_take isl_set *set1,
2869                 __isl_take isl_set *set2);
2870         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
2871                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2872                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2873         __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(
2874                 __isl_take isl_map *map1,
2875                 __isl_take isl_map *map2);
2876         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
2877                 __isl_take isl_map *map1,
2878                 __isl_take isl_map *map2);
2879         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
2880                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2881                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2882         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
2883                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2884                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2885         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
2886                 __isl_take isl_map *map1,
2887                 __isl_take isl_map *map2);
2888
2889 =item * Simplification
2890
2891         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
2892                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2893                 __isl_take isl_basic_set *context);
2894         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
2895                 __isl_take isl_set *context);
2896         __isl_give isl_set *isl_set_gist_params(
2897                 __isl_take isl_set *set,
2898                 __isl_take isl_set *context);
2899         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
2900                 __isl_take isl_union_set *uset,
2901                 __isl_take isl_union_set *context);
2902         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist_params(
2903                 __isl_take isl_union_set *uset,
2904                 __isl_take isl_set *set);
2905         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
2906                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2907                 __isl_take isl_basic_map *context);
2908         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
2909                 __isl_take isl_map *context);
2910         __isl_give isl_map *isl_map_gist_params(
2911                 __isl_take isl_map *map,
2912                 __isl_take isl_set *context);
2913         __isl_give isl_map *isl_map_gist_domain(
2914                 __isl_take isl_map *map,
2915                 __isl_take isl_set *context);
2916         __isl_give isl_map *isl_map_gist_range(
2917                 __isl_take isl_map *map,
2918                 __isl_take isl_set *context);
2919         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2920                 __isl_take isl_union_map *umap,
2921                 __isl_take isl_union_map *context);
2922         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist_params(
2923                 __isl_take isl_union_map *umap,
2924                 __isl_take isl_set *set);
2925         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist_domain(
2926                 __isl_take isl_union_map *umap,
2927                 __isl_take isl_union_set *uset);
2928         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist_range(
2929                 __isl_take isl_union_map *umap,
2930                 __isl_take isl_union_set *uset);
2931
2932 The gist operation returns a set or relation that has the
2933 same intersection with the context as the input set or relation.
2934 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2935 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2936 are removed.
2937 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2938 per space.
2939
2940 =back
2941
2942 =head3 Lexicographic Optimization
2943
2944 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2945 the following functions
2946 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2947 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2948 that satisfy C<dom>.
2949 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2950 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2951 has no elements.
2952 In other words, the union of the parameter values
2953 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2954 is equal to C<dom>.
2955
2956         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2957                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2958                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2959                 __isl_give isl_set **empty);
2960         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2961                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2962                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2963                 __isl_give isl_set **empty);
2964         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2965                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2966                 __isl_give isl_set **empty);
2967         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2968                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2969                 __isl_give isl_set **empty);
2970
2971 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2972 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2973 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2974 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2975
2976         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2977                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2978         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2979                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2980         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2981                 __isl_take isl_set *set);
2982         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2983                 __isl_take isl_set *set);
2984         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2985                 __isl_take isl_union_set *uset);
2986         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2987                 __isl_take isl_union_set *uset);
2988
2989 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2990 the following functions
2991 compute a relation that maps each element of C<dom>
2992 to the single lexicographic minimum or maximum
2993 of the elements that are associated to that same
2994 element in C<map> (or C<bmap>).
2995 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2996 that contains the elements in C<dom> that do not map
2997 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2998 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2999 is equal to C<dom>.
3000
3001         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
3002                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3003                 __isl_take isl_basic_set *dom,
3004                 __isl_give isl_set **empty);
3005         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
3006                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3007                 __isl_take isl_basic_set *dom,
3008                 __isl_give isl_set **empty);
3009         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
3010                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
3011                 __isl_give isl_set **empty);
3012         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
3013                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
3014                 __isl_give isl_set **empty);
3015
3016 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
3017 return a map mapping each element in the domain of
3018 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
3019 of all elements associated to that element.
3020 In case of union relations, the optimum is computed per space.
3021
3022         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
3023                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
3024         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
3025                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
3026         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
3027                 __isl_take isl_map *map);
3028         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
3029                 __isl_take isl_map *map);
3030         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
3031                 __isl_take isl_union_map *umap);
3032         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
3033                 __isl_take isl_union_map *umap);
3034
3035 The following functions return their result in the form of
3036 a piecewise multi-affine expression
3037 (See L<"Piecewise Multiple Quasi Affine Expressions">),
3038 but are otherwise equivalent to the corresponding functions
3039 returning a basic set or relation.
3040
3041         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3042         isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
3043                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
3044         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3045         isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
3046                 __isl_take isl_basic_set *bset,
3047                 __isl_take isl_basic_set *dom,
3048                 __isl_give isl_set **empty);
3049         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3050         isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
3051                 __isl_take isl_basic_set *bset,
3052                 __isl_take isl_basic_set *dom,
3053                 __isl_give isl_set **empty);
3054         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3055         isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
3056                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3057                 __isl_take isl_basic_set *dom,
3058                 __isl_give isl_set **empty);
3059         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3060         isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
3061                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3062                 __isl_take isl_basic_set *dom,
3063                 __isl_give isl_set **empty);
3064         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_lexmin_pw_multi_aff(
3065                 __isl_take isl_map *map);
3066         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_lexmax_pw_multi_aff(
3067                 __isl_take isl_map *map);
3068
3069 =head2 Lists
3070
3071 Lists are defined over several element types, including
3072 C<isl_id>, C<isl_aff>, C<isl_pw_aff>, C<isl_constraint>,
3073 C<isl_basic_set>, C<isl_set>, C<isl_ast_expr> and C<isl_ast_node>.
3074 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
3075 Lists can be created, copied, modified and freed using the following functions.
3076
3077         #include <isl/list.h>
3078         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_from_set(
3079                 __isl_take isl_set *el);
3080         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
3081                 isl_ctx *ctx, int n);
3082         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
3083                 __isl_keep isl_set_list *list);
3084         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_insert(
3085                 __isl_take isl_set_list *list, unsigned pos,
3086                 __isl_take isl_set *el);
3087         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
3088                 __isl_take isl_set_list *list,
3089                 __isl_take isl_set *el);
3090         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_drop(
3091                 __isl_take isl_set_list *list,
3092                 unsigned first, unsigned n);
3093         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_set_set(
3094                 __isl_take isl_set_list *list, int index,
3095                 __isl_take isl_set *set);
3096         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_concat(
3097                 __isl_take isl_set_list *list1,
3098                 __isl_take isl_set_list *list2);
3099         void *isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
3100
3101 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
3102 C<n> elements.  C<isl_set_list_from_set> creates a list with a single
3103 element.
3104
3105 Lists can be inspected using the following functions.
3106
3107         #include <isl/list.h>
3108         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
3109         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
3110         __isl_give isl_set *isl_set_list_get_set(
3111                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
3112         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
3113                 int (*fn)(__isl_take isl_set *el, void *user),
3114                 void *user);
3115
3116 Lists can be printed using
3117
3118         #include <isl/list.h>
3119         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
3120                 __isl_take isl_printer *p,
3121                 __isl_keep isl_set_list *list);
3122
3123 =head2 Vectors
3124
3125 Vectors can be created, copied and freed using the following functions.
3126
3127         #include <isl/vec.h>
3128         __isl_give isl_vec *isl_vec_alloc(isl_ctx *ctx,
3129                 unsigned size);
3130         __isl_give isl_vec *isl_vec_copy(__isl_keep isl_vec *vec);
3131         void *isl_vec_free(__isl_take isl_vec *vec);
3132
3133 Note that the elements of a newly created vector may have arbitrary values.
3134 The elements can be changed and inspected using the following functions.
3135
3136         isl_ctx *isl_vec_get_ctx(__isl_keep isl_vec *vec);
3137         int isl_vec_size(__isl_keep isl_vec *vec);
3138         int isl_vec_get_element(__isl_keep isl_vec *vec,
3139                 int pos, isl_int *v);
3140         __isl_give isl_vec *isl_vec_set_element(
3141                 __isl_take isl_vec *vec, int pos, isl_int v);
3142         __isl_give isl_vec *isl_vec_set_element_si(
3143                 __isl_take isl_vec *vec, int pos, int v);
3144         __isl_give isl_vec *isl_vec_set(__isl_take isl_vec *vec,
3145                 isl_int v);
3146         __isl_give isl_vec *isl_vec_set_si(__isl_take isl_vec *vec,
3147                 int v);
3148         __isl_give isl_vec *isl_vec_fdiv_r(__isl_take isl_vec *vec,
3149                 isl_int m);
3150
3151 C<isl_vec_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
3152 In that case, the value of C<*v> is undefined.
3153
3154 The following function can be used to concatenate two vectors.
3155
3156         __isl_give isl_vec *isl_vec_concat(__isl_take isl_vec *vec1,
3157                 __isl_take isl_vec *vec2);
3158
3159 =head2 Matrices
3160
3161 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
3162
3163         #include <isl/mat.h>
3164         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(isl_ctx *ctx,
3165                 unsigned n_row, unsigned n_col);
3166         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
3167         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
3168
3169 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
3170 The elements can be changed and inspected using the following functions.
3171
3172         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
3173         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
3174         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
3175         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
3176                 int row, int col, isl_int *v);
3177         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
3178                 int row, int col, isl_int v);
3179         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
3180                 int row, int col, int v);
3181
3182 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
3183 In that case, the value of C<*v> is undefined.
3184
3185 The following function can be used to compute the (right) inverse
3186 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
3187 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
3188 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
3189
3190         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
3191
3192 The following function can be used to compute the (right) kernel
3193 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
3194 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
3195
3196         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
3197
3198 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
3199
3200 The zero quasi affine expression or the quasi affine expression
3201 that is equal to a specified dimension on a given domain can be created using
3202
3203         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero_on_domain(
3204                 __isl_take isl_local_space *ls);
3205         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_zero_on_domain(
3206                 __isl_take isl_local_space *ls);
3207         __isl_give isl_aff *isl_aff_var_on_domain(
3208                 __isl_take isl_local_space *ls,
3209                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3210         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_var_on_domain(
3211                 __isl_take isl_local_space *ls,
3212                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3213
3214 Note that the space in which the resulting objects live is a map space
3215 with the given space as domain and a one-dimensional range.
3216
3217 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
3218 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
3219 be created using the following functions.
3220
3221         #include <isl/aff.h>
3222         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
3223                 __isl_take isl_space *space);
3224         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
3225                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
3226         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(
3227                 __isl_take isl_aff *aff);
3228
3229 A piecewise quasi affine expression that is equal to 1 on a set
3230 and 0 outside the set can be created using the following function.
3231
3232         #include <isl/aff.h>
3233         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_indicator_function(
3234                 __isl_take isl_set *set);
3235
3236 Quasi affine expressions can be copied and freed using
3237
3238         #include <isl/aff.h>
3239         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
3240         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
3241
3242         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
3243                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
3244         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3245
3246 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
3247 using the following function.  The constraint is required to have
3248 a non-zero coefficient for the specified dimension.
3249
3250         #include <isl/constraint.h>
3251         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
3252                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
3253                 enum isl_dim_type type, int pos);
3254
3255 The entire affine expression of the constraint can also be extracted
3256 using the following function.
3257
3258         #include <isl/constraint.h>
3259         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_aff(
3260                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
3261
3262 Conversely, an equality constraint equating
3263 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
3264 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
3265
3266         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
3267                 __isl_take isl_aff *aff);
3268         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
3269                 __isl_take isl_aff *aff);
3270
3271 The expression can be inspected using
3272
3273         #include <isl/aff.h>
3274         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
3275         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
3276                 enum isl_dim_type type);
3277         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_domain_local_space(
3278                 __isl_keep isl_aff *aff);
3279         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
3280                 __isl_keep isl_aff *aff);
3281         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
3282                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3283         const char *isl_pw_aff_get_dim_name(
3284                 __isl_keep isl_pw_aff *pa,
3285                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3286         int isl_pw_aff_has_dim_id(__isl_keep isl_pw_aff *pa,
3287                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3288         __isl_give isl_id *isl_pw_aff_get_dim_id(
3289                 __isl_keep isl_pw_aff *pa,
3290                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3291         __isl_give isl_id *isl_pw_aff_get_tuple_id(
3292                 __isl_keep isl_pw_aff *pa,
3293                 enum isl_dim_type type);
3294         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
3295                 isl_int *v);
3296         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
3297                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
3298         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
3299                 isl_int *v);
3300         __isl_give isl_aff *isl_aff_get_div(
3301                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
3302
3303         int isl_pw_aff_n_piece(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
3304         int isl_pw_aff_foreach_piece(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
3305                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3306                           __isl_take isl_aff *aff,
3307                           void *user), void *user);
3308
3309         int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff);
3310         int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
3311
3312         int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
3313                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3314         int isl_pw_aff_involves_dims(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
3315                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3316
3317         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
3318         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
3319                 enum isl_dim_type type);
3320         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
3321
3322 It can be modified using
3323
3324         #include <isl/aff.h>
3325         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(
3326                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3327                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
3328         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
3329                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
3330                 unsigned pos, const char *s);
3331         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_id(
3332                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
3333                 unsigned pos, __isl_take isl_id *id);
3334         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_dim_id(
3335                 __isl_take isl_pw_aff *pma,
3336                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
3337                 __isl_take isl_id *id);
3338         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
3339                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
3340         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
3341                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
3342         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
3343                 __isl_take isl_aff *aff,
3344                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
3345         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
3346                 __isl_take isl_aff *aff,
3347                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
3348         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
3349                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
3350
3351         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
3352                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
3353         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
3354                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
3355         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_num(
3356                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
3357         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_num_si(
3358                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
3359         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(
3360                 __isl_take isl_aff *aff,
3361                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
3362         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
3363                 __isl_take isl_aff *aff,
3364                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
3365
3366         __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(
3367                 __isl_take isl_aff *aff,
3368                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3369         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_insert_dims(
3370                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3371                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3372         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(
3373                 __isl_take isl_aff *aff,
3374                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
3375         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(
3376                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3377                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
3378         __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(
3379                 __isl_take isl_aff *aff,
3380                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3381         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_drop_dims(
3382                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3383                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3384
3385 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
3386 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
3387 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
3388 the possibly rational constant or coefficient.
3389 The C<add_constant_num> functions add an integer value to
3390 the numerator.
3391
3392 To check whether an affine expressions is obviously zero
3393 or obviously equal to some other affine expression, use
3394
3395         #include <isl/aff.h>
3396         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
3397         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
3398                 __isl_keep isl_aff *aff2);
3399         int isl_pw_aff_plain_is_equal(
3400                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff1,
3401                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff2);
3402
3403 Operations include
3404
3405         #include <isl/aff.h>
3406         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
3407                 __isl_take isl_aff *aff2);
3408         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(
3409                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3410                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3411         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(
3412                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3413                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3414         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
3415                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3416                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3417         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
3418                 __isl_take isl_aff *aff2);
3419         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_sub(
3420                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3421                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3422         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
3423         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_neg(
3424                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3425         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
3426         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(
3427                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3428         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
3429         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(
3430                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3431         __isl_give isl_aff *isl_aff_mod(__isl_take isl_aff *aff,
3432                 isl_int mod);
3433         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mod(
3434                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int mod);
3435         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
3436                 isl_int f);
3437         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale(
3438                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
3439         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
3440                 isl_int f);
3441         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
3442                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
3443         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(
3444                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
3445
3446         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(
3447                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
3448         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(
3449                 __isl_take isl_pw_aff_list *list);
3450
3451         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
3452                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
3453
3454         __isl_give isl_aff *isl_aff_align_params(
3455                 __isl_take isl_aff *aff,
3456                 __isl_take isl_space *model);
3457         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_align_params(
3458                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3459                 __isl_take isl_space *model);
3460
3461         __isl_give isl_aff *isl_aff_project_domain_on_params(
3462                 __isl_take isl_aff *aff);
3463
3464         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist_params(
3465                 __isl_take isl_aff *aff,
3466                 __isl_take isl_set *context);
3467         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
3468                 __isl_take isl_set *context);
3469         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist_params(
3470                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3471                 __isl_take isl_set *context);
3472         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
3473                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
3474                 __isl_take isl_set *context);
3475
3476         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_domain(
3477                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3478         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_intersect_domain(
3479                 __isl_take isl_pw_aff *pa,
3480                 __isl_take isl_set *set);
3481         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_intersect_params(
3482                 __isl_take isl_pw_aff *pa,
3483                 __isl_take isl_set *set);
3484
3485         __isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
3486                 __isl_take isl_aff *aff2);
3487         __isl_give isl_aff *isl_aff_div(__isl_take isl_aff *aff1,
3488                 __isl_take isl_aff *aff2);
3489         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(
3490                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3491                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3492         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_div(
3493                 __isl_take isl_pw_aff *pa1,
3494                 __isl_take isl_pw_aff *pa2);
3495         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_tdiv_q(
3496                 __isl_take isl_pw_aff *pa1,
3497                 __isl_take isl_pw_aff *pa2);
3498         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_tdiv_r(
3499                 __isl_take isl_pw_aff *pa1,
3500                 __isl_take isl_pw_aff *pa2);
3501
3502 When multiplying two affine expressions, at least one of the two needs
3503 to be a constant.  Similarly, when dividing an affine expression by another,
3504 the second expression needs to be a constant.
3505 C<isl_pw_aff_tdiv_q> computes the quotient of an integer division with
3506 rounding towards zero.  C<isl_pw_aff_tdiv_r> computes the corresponding
3507 remainder.
3508
3509         #include <isl/aff.h>
3510         __isl_give isl_aff *isl_aff_pullback_multi_aff(
3511                 __isl_take isl_aff *aff,
3512                 __isl_take isl_multi_aff *ma);
3513         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_pullback_multi_aff(
3514                 __isl_take isl_pw_aff *pa,
3515                 __isl_take isl_multi_aff *ma);
3516         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_pullback_pw_multi_aff(
3517                 __isl_take isl_pw_aff *pa,
3518                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
3519
3520 These functions precompose the input expression by the given
3521 C<isl_multi_aff> or C<isl_pw_multi_aff>.  In other words,
3522 the C<isl_multi_aff> or C<isl_pw_multi_aff> is plugged
3523 into the (piecewise) affine expression.
3524 Objects of type C<isl_multi_aff> are described in
3525 L</"Piecewise Multiple Quasi Affine Expressions">.
3526
3527         #include <isl/aff.h>
3528         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_zero_basic_set(
3529                 __isl_take isl_aff *aff);
3530         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_neg_basic_set(
3531                 __isl_take isl_aff *aff);
3532         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_le_basic_set(
3533                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
3534         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
3535                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
3536         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(
3537                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3538                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3539         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(
3540                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3541                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3542         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(
3543                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3544                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3545         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(
3546                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3547                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3548         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(
3549                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3550                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3551         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(
3552                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3553                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3554
3555         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(
3556                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
3557                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
3558         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(
3559                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
3560                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
3561         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(
3562                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
3563                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
3564         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(
3565                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
3566                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
3567         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(
3568                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
3569                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
3570         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(
3571                 __isl_take isl_pw_aff_list *list1,
3572                 __isl_take isl_pw_aff_list *list2);
3573
3574 The function C<isl_aff_neg_basic_set> returns a basic set
3575 containing those elements in the domain space
3576 of C<aff> where C<aff> is negative.
3577 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
3578 containing those elements in the shared space
3579 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
3580 The function C<isl_pw_aff_ge_set> returns a set
3581 containing those elements in the shared domain
3582 of C<pwaff1> and C<pwaff2> where C<pwaff1> is greater than or equal to C<pwaff2>.
3583 The functions operating on C<isl_pw_aff_list> apply the corresponding
3584 C<isl_pw_aff> function to each pair of elements in the two lists.
3585
3586         #include <isl/aff.h>
3587         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(
3588                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3589         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(
3590                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3591         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(
3592                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
3593
3594 The function C<isl_pw_aff_nonneg_set> returns a set
3595 containing those elements in the domain
3596 of C<pwaff> where C<pwaff> is non-negative.
3597
3598         #include <isl/aff.h>
3599         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(
3600                 __isl_take isl_pw_aff *cond,
3601                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true,
3602                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false);
3603
3604 The function C<isl_pw_aff_cond> performs a conditional operator
3605 and returns an expression that is equal to C<pwaff_true>
3606 for elements where C<cond> is non-zero and equal to C<pwaff_false> for elements
3607 where C<cond> is zero.
3608
3609         #include <isl/aff.h>
3610         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_min(
3611                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3612                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3613         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(
3614                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3615                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3616         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_add(
3617                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
3618                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
3619
3620 The function C<isl_pw_aff_union_max> computes a piecewise quasi-affine
3621 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
3622 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
3623 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
3624 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
3625 associated expression is the defined one.
3626
3627 An expression can be read from input using
3628
3629         #include <isl/aff.h>
3630         __isl_give isl_aff *isl_aff_read_from_str(
3631                 isl_ctx *ctx, const char *str);
3632         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_read_from_str(
3633                 isl_ctx *ctx, const char *str);
3634
3635 An expression can be printed using
3636
3637         #include <isl/aff.h>
3638         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
3639                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
3640
3641         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
3642                 __isl_take isl_printer *p,
3643                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
3644
3645 =head2 Piecewise Multiple Quasi Affine Expressions
3646
3647 An C<isl_multi_aff> object represents a sequence of
3648 zero or more affine expressions, all defined on the same domain space.
3649 Similarly, an C<isl_multi_pw_aff> object represents a sequence of
3650 zero or more piecewise affine expressions.
3651
3652 An C<isl_multi_aff> can be constructed from a single
3653 C<isl_aff> or an C<isl_aff_list> using the
3654 following functions.  Similarly for C<isl_multi_pw_aff>.
3655
3656         #include <isl/aff.h>
3657         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_from_aff(
3658                 __isl_take isl_aff *aff);
3659         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_from_pw_aff(
3660                 __isl_take isl_pw_aff *pa);
3661         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_from_aff_list(
3662                 __isl_take isl_space *space,
3663                 __isl_take isl_aff_list *list);
3664
3665 An empty piecewise multiple quasi affine expression (one with no cells),
3666 the zero piecewise multiple quasi affine expression (with value zero
3667 for each output dimension),
3668 a piecewise multiple quasi affine expression with a single cell (with
3669 either a universe or a specified domain) or
3670 a zero-dimensional piecewise multiple quasi affine expression
3671 on a given domain
3672 can be created using the following functions.
3673
3674         #include <isl/aff.h>
3675         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_empty(
3676                 __isl_take isl_space *space);
3677         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_zero(
3678                 __isl_take isl_space *space);
3679         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_zero(
3680                 __isl_take isl_space *space);
3681         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_identity(
3682                 __isl_take isl_space *space);
3683         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_identity(
3684                 __isl_take isl_space *space);
3685         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_identity(
3686                 __isl_take isl_space *space);
3687         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3688         isl_pw_multi_aff_from_multi_aff(
3689                 __isl_take isl_multi_aff *ma);
3690         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_alloc(
3691                 __isl_take isl_set *set,
3692                 __isl_take isl_multi_aff *maff);
3693         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_domain(
3694                 __isl_take isl_set *set);
3695
3696         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3697         isl_union_pw_multi_aff_empty(
3698                 __isl_take isl_space *space);
3699         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3700         isl_union_pw_multi_aff_add_pw_multi_aff(
3701                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma,
3702                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
3703         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3704         isl_union_pw_multi_aff_from_domain(
3705                 __isl_take isl_union_set *uset);
3706
3707 A piecewise multiple quasi affine expression can also be initialized
3708 from an C<isl_set> or C<isl_map>, provided the C<isl_set> is a singleton
3709 and the C<isl_map> is single-valued.
3710 In case of a conversion from an C<isl_union_set> or an C<isl_union_map>
3711 to an C<isl_union_pw_multi_aff>, these properties need to hold in each space.
3712
3713         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_set(
3714                 __isl_take isl_set *set);
3715         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_map(
3716                 __isl_take isl_map *map);
3717
3718         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3719         isl_union_pw_multi_aff_from_union_set(
3720                 __isl_take isl_union_set *uset);
3721         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3722         isl_union_pw_multi_aff_from_union_map(
3723                 __isl_take isl_union_map *umap);
3724
3725 Multiple quasi affine expressions can be copied and freed using
3726
3727         #include <isl/aff.h>
3728         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_copy(
3729                 __isl_keep isl_multi_aff *maff);
3730         void *isl_multi_aff_free(__isl_take isl_multi_aff *maff);
3731
3732         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_copy(
3733                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma);
3734         void *isl_pw_multi_aff_free(
3735                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
3736
3737         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3738         isl_union_pw_multi_aff_copy(
3739                 __isl_keep isl_union_pw_multi_aff *upma);
3740         void *isl_union_pw_multi_aff_free(
3741                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma);
3742
3743         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_copy(
3744                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa);
3745         void *isl_multi_pw_aff_free(
3746                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa);
3747
3748 The expression can be inspected using
3749
3750         #include <isl/aff.h>
3751         isl_ctx *isl_multi_aff_get_ctx(
3752                 __isl_keep isl_multi_aff *maff);
3753         isl_ctx *isl_pw_multi_aff_get_ctx(
3754                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma);
3755         isl_ctx *isl_union_pw_multi_aff_get_ctx(
3756                 __isl_keep isl_union_pw_multi_aff *upma);
3757         isl_ctx *isl_multi_pw_aff_get_ctx(
3758                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa);
3759         unsigned isl_multi_aff_dim(__isl_keep isl_multi_aff *maff,
3760                 enum isl_dim_type type);
3761         unsigned isl_pw_multi_aff_dim(
3762                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3763                 enum isl_dim_type type);
3764         unsigned isl_multi_pw_aff_dim(
3765                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa,
3766                 enum isl_dim_type type);
3767         __isl_give isl_aff *isl_multi_aff_get_aff(
3768                 __isl_keep isl_multi_aff *multi, int pos);
3769         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_multi_aff_get_pw_aff(
3770                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma, int pos);
3771         __isl_give isl_pw_aff *isl_multi_pw_aff_get_pw_aff(
3772                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa, int pos);
3773         const char *isl_pw_multi_aff_get_dim_name(
3774                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3775                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3776         __isl_give isl_id *isl_pw_multi_aff_get_dim_id(
3777                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3778                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
3779         const char *isl_multi_aff_get_tuple_name(
3780                 __isl_keep isl_multi_aff *multi,
3781                 enum isl_dim_type type);
3782         int isl_pw_multi_aff_has_tuple_name(
3783                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3784                 enum isl_dim_type type);
3785         const char *isl_pw_multi_aff_get_tuple_name(
3786                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3787                 enum isl_dim_type type);
3788         int isl_pw_multi_aff_has_tuple_id(
3789                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3790                 enum isl_dim_type type);
3791         __isl_give isl_id *isl_pw_multi_aff_get_tuple_id(
3792                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3793                 enum isl_dim_type type);
3794
3795         int isl_pw_multi_aff_foreach_piece(
3796                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma,
3797                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
3798                             __isl_take isl_multi_aff *maff,
3799                             void *user), void *user);
3800
3801         int isl_union_pw_multi_aff_foreach_pw_multi_aff(
3802                 __isl_keep isl_union_pw_multi_aff *upma,
3803                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3804                             void *user), void *user);
3805
3806 It can be modified using
3807
3808         #include <isl/aff.h>
3809         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_set_aff(
3810                 __isl_take isl_multi_aff *multi, int pos,
3811                 __isl_take isl_aff *aff);
3812         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_set_pw_aff(
3813                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma, unsigned pos,
3814                 __isl_take isl_pw_aff *pa);
3815         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_set_dim_name(
3816                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3817                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
3818         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_set_tuple_name(
3819                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3820                 enum isl_dim_type type, const char *s);
3821         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_set_tuple_id(
3822                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3823                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
3824         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_set_tuple_id(
3825                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3826                 enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id);
3827
3828         __isl_give isl_multi_pw_aff *
3829         isl_multi_pw_aff_set_dim_name(
3830                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa,
3831                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
3832         __isl_give isl_multi_pw_aff *
3833         isl_multi_pw_aff_set_tuple_name(
3834                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa,
3835                 enum isl_dim_type type, const char *s);
3836
3837         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_insert_dims(
3838                 __isl_take isl_multi_aff *ma,
3839                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3840         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_add_dims(
3841                 __isl_take isl_multi_aff *ma,
3842                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
3843         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_drop_dims(
3844                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3845                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3846         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_drop_dims(
3847                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3848                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3849
3850         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_insert_dims(
3851                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa,
3852                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
3853         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_add_dims(
3854                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa,
3855                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
3856
3857 To check whether two multiple affine expressions are
3858 obviously equal to each other, use
3859
3860         int isl_multi_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_multi_aff *maff1,
3861                 __isl_keep isl_multi_aff *maff2);
3862         int isl_pw_multi_aff_plain_is_equal(
3863                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma1,
3864                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma2);
3865
3866 Operations include
3867
3868         #include <isl/aff.h>
3869         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_union_lexmin(
3870                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3871                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3872         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_union_lexmax(
3873                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3874                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3875         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_add(
3876                 __isl_take isl_multi_aff *maff1,
3877                 __isl_take isl_multi_aff *maff2);
3878         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_add(
3879                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3880                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3881         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_add(
3882                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma1,
3883                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma2);
3884         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_union_add(
3885                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3886                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3887         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_sub(
3888                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
3889                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3890         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_sub(
3891                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3892                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3893         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_sub(
3894                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma1,
3895                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma2);
3896
3897 C<isl_multi_aff_sub> subtracts the second argument from the first.
3898
3899         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_scale(
3900                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3901                 isl_int f);
3902         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_intersect_params(
3903                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3904                 __isl_take isl_set *set);
3905         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_intersect_domain(
3906                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3907                 __isl_take isl_set *set);
3908         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_lift(
3909                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3910                 __isl_give isl_local_space **ls);
3911         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_coalesce(
3912                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
3913         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_align_params(
3914                 __isl_take isl_multi_aff *multi,
3915                 __isl_take isl_space *model);
3916         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_align_params(
3917                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3918                 __isl_take isl_space *model);
3919         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3920         isl_pw_multi_aff_project_domain_on_params(
3921                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
3922         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_gist_params(
3923                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3924                 __isl_take isl_set *context);
3925         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_gist(
3926                 __isl_take isl_multi_aff *maff,
3927                 __isl_take isl_set *context);
3928         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_gist_params(
3929                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3930                 __isl_take isl_set *set);
3931         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_gist(
3932                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3933                 __isl_take isl_set *set);
3934         __isl_give isl_set *isl_pw_multi_aff_domain(
3935                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
3936         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_multi_aff_domain(
3937                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma);
3938         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_range_splice(
3939                 __isl_take isl_multi_aff *ma1, unsigned pos,
3940                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3941         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_splice(
3942                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
3943                 unsigned in_pos, unsigned out_pos,
3944                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3945         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_range_product(
3946                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
3947                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3948         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_flat_range_product(
3949                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
3950                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3951         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_product(
3952                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
3953                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3954         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3955         isl_pw_multi_aff_range_product(
3956                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3957                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3958         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3959         isl_pw_multi_aff_flat_range_product(
3960                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3961                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3962         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_product(
3963                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
3964                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
3965         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
3966         isl_union_pw_multi_aff_flat_range_product(
3967                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma1,
3968                 __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma2);
3969         __isl_give isl_multi_pw_aff *
3970         isl_multi_pw_aff_range_splice(
3971                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa1, unsigned pos,
3972                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa2);
3973         __isl_give isl_multi_pw_aff *isl_multi_pw_aff_splice(
3974                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa1,
3975                 unsigned in_pos, unsigned out_pos,
3976                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa2);
3977         __isl_give isl_multi_pw_aff *
3978         isl_multi_pw_aff_range_product(
3979                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa1,
3980                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa2);
3981         __isl_give isl_multi_pw_aff *
3982         isl_multi_pw_aff_flat_range_product(
3983                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa1,
3984                 __isl_take isl_multi_pw_aff *mpa2);
3985
3986 If the C<ls> argument of C<isl_multi_aff_lift> is not C<NULL>,
3987 then it is assigned the local space that lies at the basis of
3988 the lifting applied.
3989
3990         #include <isl/aff.h>
3991         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_pullback_multi_aff(
3992                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
3993                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
3994         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3995         isl_pw_multi_aff_pullback_multi_aff(
3996                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma,
3997                 __isl_take isl_multi_aff *ma);
3998         __isl_give isl_pw_multi_aff *
3999         isl_pw_multi_aff_pullback_pw_multi_aff(
4000                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
4001                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2);
4002
4003 The function C<isl_multi_aff_pullback_multi_aff> precomposes C<ma1> by C<ma2>.
4004 In other words, C<ma2> is plugged
4005 into C<ma1>.
4006
4007         __isl_give isl_set *isl_multi_aff_lex_le_set(
4008                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
4009                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
4010         __isl_give isl_set *isl_multi_aff_lex_ge_set(
4011                 __isl_take isl_multi_aff *ma1,
4012                 __isl_take isl_multi_aff *ma2);
4013
4014 The function C<isl_multi_aff_lex_le_set> returns a set
4015 containing those elements in the shared domain space
4016 where C<ma1> is lexicographically smaller than or
4017 equal to C<ma2>.
4018
4019 An expression can be read from input using
4020
4021         #include <isl/aff.h>
4022         __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_read_from_str(
4023                 isl_ctx *ctx, const char *str);
4024         __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_read_from_str(
4025                 isl_ctx *ctx, const char *str);
4026         __isl_give isl_union_pw_multi_aff *
4027         isl_union_pw_multi_aff_read_from_str(
4028                 isl_ctx *ctx, const char *str);
4029
4030 An expression can be printed using
4031
4032         #include <isl/aff.h>
4033         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_multi_aff(
4034                 __isl_take isl_printer *p,
4035                 __isl_keep isl_multi_aff *maff);
4036         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_multi_aff(
4037                 __isl_take isl_printer *p,
4038                 __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma);
4039         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_multi_aff(
4040                 __isl_take isl_printer *p,
4041                 __isl_keep isl_union_pw_multi_aff *upma);
4042         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_multi_pw_aff(
4043                 __isl_take isl_printer *p,
4044                 __isl_keep isl_multi_pw_aff *mpa);
4045
4046 =head2 Points
4047
4048 Points are elements of a set.  They can be used to construct
4049 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
4050 individual elements of a set.
4051 The zero point (the origin) can be created using
4052
4053         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_space *space);
4054
4055 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
4056 using
4057
4058         int isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
4059                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
4060         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
4061                 __isl_take isl_point *pnt,
4062                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
4063
4064         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
4065                 __isl_take isl_point *pnt,
4066                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
4067         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
4068                 __isl_take isl_point *pnt,
4069                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
4070
4071 Other properties can be obtained using
4072
4073         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
4074
4075 Points can be copied or freed using
4076
4077         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
4078                 __isl_keep isl_point *pnt);
4079         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
4080
4081 A singleton set can be created from a point using
4082
4083         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
4084                 __isl_take isl_point *pnt);
4085         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
4086                 __isl_take isl_point *pnt);
4087
4088 and a box can be created from two opposite extremal points using
4089
4090         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
4091                 __isl_take isl_point *pnt1,
4092                 __isl_take isl_point *pnt2);
4093         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
4094                 __isl_take isl_point *pnt1,
4095                 __isl_take isl_point *pnt2);
4096
4097 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
4098 the following functions.
4099
4100         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
4101                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
4102                 void *user);
4103         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
4104                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
4105                 void *user);
4106
4107 The function C<fn> is called for each integer point in
4108 C<set> with as second argument the last argument of
4109 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
4110 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
4111 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
4112 enumerating and return C<-1> as well.
4113 If the enumeration is performed successfully and to completion,
4114 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
4115
4116 To obtain a single point of a (basic) set, use
4117
4118         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
4119                 __isl_take isl_basic_set *bset);
4120         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
4121                 __isl_take isl_set *set);
4122
4123 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
4124 resulting point will be ``void'', a property that can be
4125 tested using
4126
4127         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
4128
4129 =head2 Piecewise Quasipolynomials
4130
4131 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
4132 a parametric point to a rational value.
4133 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
4134 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
4135 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
4136 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
4137 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
4138 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
4139 that contains the point.  Outside of the union of cells,
4140 the value is assumed to be zero.
4141 For example, the piecewise quasipolynomial
4142
4143         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
4144
4145 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
4146 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
4147 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
4148 defined over different domains.
4149 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
4150 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
4151 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
4152 the number of points in the map
4153
4154         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
4155
4156 =head3 Input and Output
4157
4158 Piecewise quasipolynomials can be read from input using
4159
4160         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
4161         isl_union_pw_qpolynomial_read_from_str(
4162                 isl_ctx *ctx, const char *str);
4163
4164 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
4165 using the following functions.
4166
4167         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
4168                 __isl_take isl_printer *p,
4169                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
4170
4171         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
4172                 __isl_take isl_printer *p,
4173                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4174
4175         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
4176                 __isl_take isl_printer *p,
4177                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
4178
4179 The output format of the printer
4180 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
4181 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
4182 is supported.
4183 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
4184 to set the names of all dimensions
4185
4186         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
4187                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
4188                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
4189                 const char *s);
4190         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
4191         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
4192                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4193                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
4194                 const char *s);
4195
4196 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
4197
4198 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
4199 More complicated quasipolynomials can be created by applying
4200 operations such as addition and multiplication
4201 on the resulting quasipolynomials
4202
4203         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero_on_domain(
4204                 __isl_take isl_space *domain);
4205         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one_on_domain(
4206                 __isl_take isl_space *domain);
4207         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty_on_domain(
4208                 __isl_take isl_space *domain);
4209         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty_on_domain(
4210                 __isl_take isl_space *domain);
4211         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan_on_domain(
4212                 __isl_take isl_space *domain);
4213         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst_on_domain(
4214                 __isl_take isl_space *domain,
4215                 const isl_int n, const isl_int d);
4216         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var_on_domain(
4217                 __isl_take isl_space *domain,
4218                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
4219         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
4220                 __isl_take isl_aff *aff);
4221
4222 Note that the space in which a quasipolynomial lives is a map space
4223 with a one-dimensional range.  The C<domain> argument in some of
4224 the functions above corresponds to the domain of this map space.
4225
4226 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
4227 with a single cell can be created using the following functions.
4228 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
4229 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
4230
4231         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
4232                 __isl_take isl_space *space);
4233         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
4234                 __isl_take isl_set *set,
4235                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
4236         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_qpolynomial(
4237                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
4238         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_from_pw_aff(
4239                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
4240
4241         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
4242                 __isl_take isl_space *space);
4243         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
4244                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4245         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
4246                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4247                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4248
4249 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
4250 functions.
4251
4252         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
4253                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
4254         void *isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
4255
4256         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
4257                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4258         void *isl_pw_qpolynomial_free(
4259                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4260
4261         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
4262                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
4263         void *isl_union_pw_qpolynomial_free(
4264                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
4265
4266 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
4267
4268 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
4269 piecewise quasipolynomial, use the following function
4270
4271         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
4272                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4273                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
4274                 void *user);
4275
4276 To extract the piecewise quasipolynomial in a given space from a union, use
4277
4278         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
4279         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
4280                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4281                 __isl_take isl_space *space);
4282
4283 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
4284 use either of the following two functions
4285
4286         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
4287                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4288                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
4289                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
4290                           void *user), void *user);
4291         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
4292                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4293                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
4294                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
4295                           void *user), void *user);
4296
4297 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
4298 and C<-1> on failure.  The difference between
4299 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
4300 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
4301 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
4302 compute unique representations for all existentially quantified
4303 variables and then turn these existentially quantified variables
4304 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
4305 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
4306 will not have any existentially quantified variables, but that
4307 the dimensions of the sets may be different for different
4308 invocations of C<fn>.
4309
4310 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
4311 use
4312
4313         int isl_qpolynomial_foreach_term(
4314                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
4315                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
4316                           void *user), void *user);
4317
4318 The terms themselves can be inspected and freed using
4319 these functions
4320
4321         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
4322                 enum isl_dim_type type);
4323         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
4324                 isl_int *n);
4325         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
4326                 isl_int *d);
4327         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
4328                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
4329         __isl_give isl_aff *isl_term_get_div(
4330                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
4331         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
4332
4333 Each term is a product of parameters, set variables and
4334 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
4335 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
4336 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
4337 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
4338 using C<isl_int_init> before calling these functions.
4339
4340 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
4341
4342 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
4343 use the following function.
4344
4345         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
4346                 isl_int *n, isl_int *d);
4347
4348 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
4349 then the numerator and denominator of the constant
4350 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
4351
4352 To check whether two union piecewise quasipolynomials are
4353 obviously equal, use
4354
4355         int isl_union_pw_qpolynomial_plain_is_equal(
4356                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
4357                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
4358
4359 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
4360
4361         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
4362                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
4363         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
4364                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
4365         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
4366                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
4367                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
4368         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
4369                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
4370                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
4371         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
4372                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
4373                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
4374         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
4375                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
4376
4377         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
4378                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
4379                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
4380         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
4381                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
4382                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
4383         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
4384                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
4385                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
4386         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
4387                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4388         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
4389                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
4390                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
4391         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_pow(
4392                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, unsigned exponent);
4393
4394         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
4395                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
4396                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
4397         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
4398                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
4399                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
4400         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
4401                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
4402                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
4403
4404         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
4405                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4406                 __isl_take isl_point *pnt);
4407
4408         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
4409                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4410                 __isl_take isl_point *pnt);
4411
4412         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
4413                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4414         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
4415                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
4416                 __isl_take isl_set *set);
4417         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_params(
4418                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
4419                 __isl_take isl_set *set);
4420
4421         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
4422                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
4423         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
4424                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
4425                 __isl_take isl_union_set *uset);
4426         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
4427         isl_union_pw_qpolynomial_intersect_params(
4428                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
4429                 __isl_take isl_set *set);
4430
4431         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
4432                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
4433                 __isl_take isl_space *model);
4434
4435         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_project_domain_on_params(
4436                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
4437         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_project_domain_on_params(
4438                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
4439
4440         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
4441                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
4442
4443         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist_params(
4444                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
4445                 __isl_take isl_set *context);
4446         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
4447                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
4448                 __isl_take isl_set *context);
4449
4450         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist_params(
4451                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4452                 __isl_take isl_set *context);
4453         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
4454                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4455                 __isl_take isl_set *context);
4456
4457         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
4458         isl_union_pw_qpolynomial_gist_params(
4459                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4460                 __isl_take isl_set *context);
4461         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
4462                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4463                 __isl_take isl_union_set *context);
4464
4465 The gist operation applies the gist operation to each of
4466 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
4467 The context is also exploited
4468 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
4469
4470         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
4471                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
4472         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
4473         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
4474                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
4475
4476 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
4477 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
4478 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
4479 will lie somewhere in between.
4480
4481 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
4482
4483 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
4484 reduction (or fold) of quasipolynomials.
4485 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
4486 The objects are mainly used to represent the result of
4487 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
4488 i.e., as the result of the following function.
4489
4490         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
4491                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
4492                 enum isl_fold type, int *tight);
4493
4494         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
4495                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
4496                 enum isl_fold type, int *tight);
4497
4498 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
4499 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
4500 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
4501 of the parameters there is at least
4502 one element in the domain that reaches the bound.
4503 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
4504 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
4505 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
4506 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
4507 wrapped relation becomes the domain of the result.
4508
4509 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
4510 following functions.
4511
4512         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
4513                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
4514         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
4515                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
4516         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
4517                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
4518         void isl_qpolynomial_fold_free(
4519                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
4520         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
4521                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
4522         void *isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
4523                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
4524
4525 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
4526
4527 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
4528 using the following function.
4529
4530         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
4531                 __isl_take isl_printer *p,
4532                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
4533         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
4534                 __isl_take isl_printer *p,
4535                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
4536
4537 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
4538 output format of the printer
4539 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
4540 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
4541 output format of the printer
4542 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
4543 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
4544 to set the names of all dimensions
4545
4546         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
4547         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
4548                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4549                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
4550                 const char *s);
4551
4552 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
4553
4554 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
4555 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
4556
4557         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
4558                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4559                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4560                             void *user), void *user);
4561
4562 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
4563 use either of the following two functions
4564
4565         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
4566                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4567                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
4568                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
4569                           void *user), void *user);
4570         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
4571                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4572                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
4573                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
4574                           void *user), void *user);
4575
4576 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
4577 of the difference between these two functions.
4578
4579 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
4580
4581         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
4582                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
4583                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
4584                           void *user), void *user);
4585
4586 =head3 Properties of Piecewise Quasipolynomial Reductions
4587
4588 To check whether two union piecewise quasipolynomial reductions are
4589 obviously equal, use
4590
4591         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_plain_is_equal(
4592                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
4593                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
4594
4595 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
4596
4597         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
4598                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
4599
4600         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
4601                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
4602                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
4603
4604         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
4605                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
4606                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
4607
4608         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
4609                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
4610                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
4611
4612         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
4613                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4614                 __isl_take isl_point *pnt);
4615
4616         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
4617                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4618                 __isl_take isl_point *pnt);
4619
4620         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
4621         isl_pw_qpolynomial_fold_intersect_params(
4622                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4623                 __isl_take isl_set *set);
4624
4625         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
4626                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
4627         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
4628                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4629                 __isl_take isl_union_set *uset);
4630         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
4631         isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_params(
4632                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4633                 __isl_take isl_set *set);
4634
4635         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_project_domain_on_params(
4636                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
4637
4638         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
4639                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
4640
4641         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
4642                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
4643
4644         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_gist_params(
4645                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
4646                 __isl_take isl_set *context);
4647         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_gist(
4648                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
4649                 __isl_take isl_set *context);
4650
4651         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
4652                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4653                 __isl_take isl_set *context);
4654         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist_params(
4655                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4656                 __isl_take isl_set *context);
4657
4658         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
4659                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4660                 __isl_take isl_union_set *context);
4661         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
4662         isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist_params(
4663                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4664                 __isl_take isl_set *context);
4665
4666 The gist operation applies the gist operation to each of
4667 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
4668 In future, the operation will also exploit the context
4669 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
4670
4671         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
4672         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
4673                 __isl_take isl_set *set,
4674                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4675                 int *tight);
4676         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
4677         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
4678                 __isl_take isl_map *map,
4679                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
4680                 int *tight);
4681         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
4682         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
4683                 __isl_take isl_union_set *uset,
4684                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4685                 int *tight);
4686         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
4687         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
4688                 __isl_take isl_union_map *umap,
4689                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
4690                 int *tight);
4691
4692 The functions taking a map
4693 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
4694 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
4695 over all elements in the intersection of the range of the map
4696 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
4697 as a function of an element in the domain of the map.
4698 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
4699 intersection of the set and the domain of the
4700 piecewise quasipolynomial reduction.
4701
4702 =head2 Parametric Vertex Enumeration
4703
4704 The parametric vertex enumeration described in this section
4705 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
4706 library.
4707
4708         #include <isl/vertices.h>
4709         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
4710                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
4711
4712 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
4713 actual computation of the parametric vertices and the chamber
4714 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
4715 This information can be queried by either iterating over all
4716 the vertices or iterating over all the chambers or cells
4717 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
4718
4719         int isl_vertices_foreach_vertex(
4720                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
4721                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
4722                 void *user);
4723
4724         int isl_vertices_foreach_cell(
4725                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
4726                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
4727                 void *user);
4728         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
4729                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
4730                 void *user);
4731
4732 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
4733 the following.
4734
4735         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
4736                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
4737         int isl_vertices_get_n_vertices(
4738                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
4739         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
4740
4741 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
4742
4743         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
4744         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
4745         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
4746                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
4747         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
4748                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
4749         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
4750
4751 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
4752 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
4753 of the vertex.
4754 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
4755 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
4756 and should not be mixed with integer sets.
4757
4758 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
4759
4760         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
4761         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
4762                 __isl_keep isl_cell *cell);
4763         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
4764
4765 =head1 Polyhedral Compilation Library
4766
4767 This section collects functionality in C<isl> that has been specifically
4768 designed for use during polyhedral compilation.
4769
4770 =head2 Dependence Analysis
4771
4772 C<isl> contains specialized functionality for performing
4773 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
4774 and a collection of possible I<source> access relations,
4775 C<isl> can compute relations that describe
4776 for each iteration of the sink access, which iteration
4777 of which of the source access relations was the last
4778 to access the same data element before the given iteration
4779 of the sink access.
4780 The resulting dependence relations map source iterations
4781 to the corresponding sink iterations.
4782 To compute standard flow dependences, the sink should be
4783 a read, while the sources should be writes.
4784 If any of the source accesses are marked as being I<may>
4785 accesses, then there will be a dependence from the last
4786 I<must> access B<and> from any I<may> access that follows
4787 this last I<must> access.
4788 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
4789 then memory based dependence analysis is performed.
4790 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
4791 then value based dependence analysis is performed.
4792
4793         #include <isl/flow.h>
4794
4795         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
4796
4797         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
4798                 __isl_take isl_map *sink,
4799                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
4800                 int max_source);
4801         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
4802                 __isl_take isl_access_info *acc,
4803                 __isl_take isl_map *source, int must,
4804                 void *source_user);
4805         void *isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
4806
4807         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
4808                 __isl_take isl_access_info *acc);
4809
4810         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
4811                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
4812                           void *dep_user, void *user),
4813                 void *user);
4814         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
4815                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
4816         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
4817
4818 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
4819 dependence analysis.  The other functions are used to construct
4820 the input for this function or to read off the output.
4821
4822 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
4823 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
4824 The arguments to this functions are the sink access relation
4825 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
4826 access to the user, a callback function for specifying the
4827 relative order of source and sink accesses, and the number
4828 of source access relations that will be added.
4829 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
4830 The function is called with two user supplied tokens identifying
4831 either a source or the sink and it should return the shared nesting
4832 level and the relative order of the two accesses.
4833 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
4834 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
4835 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
4836 it should return I<2 * n>.
4837 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
4838 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
4839 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
4840 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
4841 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
4842 of the relation accesses I<all> elements in its image.
4843 The C<source_user> token is again used to identify
4844 the source access.  The range of the source access relation
4845 C<source> should have the same dimension as the range
4846 of the sink access relation.
4847 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
4848 called explicitly, because it is called implicitly by
4849 C<isl_access_info_compute_flow>.
4850
4851 The result of the dependence analysis is collected in an
4852 C<isl_flow>.  There may be elements of
4853 the sink access for which no preceding source access could be
4854 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
4855 The relations containing these elements can be obtained through
4856 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
4857 and the second with C<must> unset.
4858 In the case of standard flow dependence analysis,
4859 with the sink a read and the sources I<must> writes,
4860 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
4861 array elements and the second relation is empty.
4862 The actual flow dependences can be extracted using
4863 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
4864 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
4865 a source and the sink.  The callback function is called
4866 with four arguments, the actual flow dependence relation
4867 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
4868 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
4869 identifying the source and an additional C<void *> with value
4870 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
4871 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
4872 source and if it is not followed by any I<may> sources.
4873
4874 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
4875 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
4876
4877 A higher-level interface to dependence analysis is provided
4878 by the following function.
4879
4880         #include <isl/flow.h>
4881
4882         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
4883                 __isl_take isl_union_map *must_source,
4884                 __isl_take isl_union_map *may_source,
4885                 __isl_take isl_union_map *schedule,
4886                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
4887                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
4888                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
4889                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
4890
4891 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
4892 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
4893 of the domains of the accesses and of the schedule.
4894 The relative order of the iteration domains is given by the
4895 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
4896 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
4897 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
4898 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
4899 any of the other arguments is treated as an error.
4900
4901 =head3 Interaction with Dependence Analysis
4902
4903 During the dependence analysis, we frequently need to perform
4904 the following operation.  Given a relation between sink iterations
4905 and potential source iterations from a particular source domain,
4906 what is the last potential source iteration corresponding to each
4907 sink iteration.  It can sometimes be convenient to adjust
4908 the set of potential source iterations before or after each such operation.
4909 The prototypical example is fuzzy array dataflow analysis,
4910 where we need to analyze if, based on data-dependent constraints,
4911 the sink iteration can ever be executed without one or more of
4912 the corresponding potential source iterations being executed.
4913 If so, we can introduce extra parameters and select an unknown
4914 but fixed source iteration from the potential source iterations.
4915 To be able to perform such manipulations, C<isl> provides the following
4916 function.
4917
4918         #include <isl/flow.h>
4919
4920         typedef __isl_give isl_restriction *(*isl_access_restrict)(
4921                 __isl_keep isl_map *source_map,
4922                 __isl_keep isl_set *sink, void *source_user,
4923                 void *user);
4924         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_set_restrict(
4925                 __isl_take isl_access_info *acc,
4926                 isl_access_restrict fn, void *user);
4927
4928 The function C<isl_access_info_set_restrict> should be called
4929 before calling C<isl_access_info_compute_flow> and registers a callback function
4930 that will be called any time C<isl> is about to compute the last
4931 potential source.  The first argument is the (reverse) proto-dependence,
4932 mapping sink iterations to potential source iterations.
4933 The second argument represents the sink iterations for which
4934 we want to compute the last source iteration.
4935 The third argument is the token corresponding to the source
4936 and the final argument is the token passed to C<isl_access_info_set_restrict>.
4937 The callback is expected to return a restriction on either the input or
4938 the output of the operation computing the last potential source.
4939 If the input needs to be restricted then restrictions are needed
4940 for both the source and the sink iterations.  The sink iterations
4941 and the potential source iterations will be intersected with these sets.
4942 If the output needs to be restricted then only a restriction on the source
4943 iterations is required.
4944 If any error occurs, the callback should return C<NULL>.
4945 An C<isl_restriction> object can be created, freed and inspected
4946 using the following functions.
4947
4948         #include <isl/flow.h>
4949
4950         __isl_give isl_restriction *isl_restriction_input(
4951                 __isl_take isl_set *source_restr,
4952                 __isl_take isl_set *sink_restr);
4953         __isl_give isl_restriction *isl_restriction_output(
4954                 __isl_take isl_set *source_restr);
4955         __isl_give isl_restriction *isl_restriction_none(
4956                 __isl_take isl_map *source_map);
4957         __isl_give isl_restriction *isl_restriction_empty(
4958                 __isl_take isl_map *source_map);
4959         void *isl_restriction_free(
4960                 __isl_take isl_restriction *restr);
4961         isl_ctx *isl_restriction_get_ctx(
4962                 __isl_keep isl_restriction *restr);
4963
4964 C<isl_restriction_none> and C<isl_restriction_empty> are special
4965 cases of C<isl_restriction_input>.  C<isl_restriction_none>
4966 is essentially equivalent to
4967
4968         isl_restriction_input(isl_set_universe(
4969             isl_space_range(isl_map_get_space(source_map))),
4970                             isl_set_universe(
4971             isl_space_domain(isl_map_get_space(source_map))));
4972
4973 whereas C<isl_restriction_empty> is essentially equivalent to
4974
4975         isl_restriction_input(isl_set_empty(
4976             isl_space_range(isl_map_get_space(source_map))),
4977                             isl_set_universe(
4978             isl_space_domain(isl_map_get_space(source_map))));
4979
4980 =head2 Scheduling
4981
4982 B<The functionality described in this section is fairly new
4983 and may be subject to change.>
4984
4985 The following function can be used to compute a schedule
4986 for a union of domains.
4987 By default, the algorithm used to construct the schedule is similar
4988 to that of C<Pluto>.
4989 Alternatively, Feautrier's multi-dimensional scheduling algorithm can
4990 be selected.
4991 The generated schedule respects all C<validity> dependences.
4992 That is, all dependence distances over these dependences in the
4993 scheduled space are lexicographically positive.
4994 The default algorithm tries to minimize the dependence distances over
4995 C<proximity> dependences.
4996 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
4997 for groups of domains where the dependence distances have only
4998 non-negative values.
4999 When using Feautrier's algorithm, the C<proximity> dependence
5000 distances are only minimized during the extension to a
5001 full-dimensional schedule.
5002
5003         #include <isl/schedule.h>
5004         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
5005                 __isl_take isl_union_set *domain,
5006                 __isl_take isl_union_map *validity,
5007                 __isl_take isl_union_map *proximity);
5008         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
5009
5010 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
5011 from an C<isl_schedule> using the following function.
5012
5013         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
5014                 __isl_keep isl_schedule *sched);
5015
5016 A representation of the schedule can be printed using
5017          
5018         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
5019                 __isl_take isl_printer *p,
5020                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
5021
5022 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
5023 using the following function.
5024
5025         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
5026                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
5027
5028 The individual bands can be visited in depth-first post-order
5029 using the following function.
5030
5031         #include <isl/schedule.h>
5032         int isl_schedule_foreach_band(
5033                 __isl_keep isl_schedule *sched,
5034                 int (*fn)(__isl_keep isl_band *band, void *user),
5035                 void *user);
5036
5037 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
5038 The bands inside the list can be copied and freed using the following
5039 functions.
5040
5041         #include <isl/band.h>
5042         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
5043                 __isl_keep isl_band *band);
5044         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
5045
5046 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
5047 These are referred to as the members of the band.
5048 The section of the schedule that corresponds to the band is
5049 referred to as the partial schedule of the band.
5050 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
5051 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
5052 dimensions form the suffix schedule.
5053 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
5054 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
5055 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
5056 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
5057 The properties of a band can be inspected using the following functions.
5058
5059         #include <isl/band.h>
5060         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
5061
5062         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
5063         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
5064                 __isl_keep isl_band *band);
5065
5066         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
5067                 __isl_keep isl_band *band);
5068         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
5069                 __isl_keep isl_band *band);
5070         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
5071                 __isl_keep isl_band *band);
5072
5073         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
5074         int isl_band_member_is_zero_distance(
5075                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
5076
5077         int isl_band_list_foreach_band(
5078                 __isl_keep isl_band_list *list,
5079                 int (*fn)(__isl_keep isl_band *band, void *user),
5080                 void *user);
5081
5082 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
5083 distance'' if it does not carry any proximity dependences
5084 within its band.
5085 That is, if the dependence distances of the proximity
5086 dependences are all zero in that direction (for fixed
5087 iterations of outer bands).
5088 Like C<isl_schedule_foreach_band>,
5089 the function C<isl_band_list_foreach_band> calls C<fn> on the bands
5090 in depth-first post-order.
5091
5092 A band can be tiled using the following function.
5093
5094         #include <isl/band.h>
5095         int isl_band_tile(__isl_keep isl_band *band,
5096                 __isl_take isl_vec *sizes);
5097
5098         int isl_options_set_tile_scale_tile_loops(isl_ctx *ctx,
5099                 int val);
5100         int isl_options_get_tile_scale_tile_loops(isl_ctx *ctx);
5101
5102 The C<isl_band_tile> function tiles the band using the given tile sizes
5103 inside its schedule.
5104 A new child band is created to represent the point loops and it is
5105 inserted between the modified band and its children.
5106 The C<tile_scale_tile_loops> option specifies whether the tile
5107 loops iterators should be scaled by the tile sizes.
5108
5109 A representation of the band can be printed using
5110
5111         #include <isl/band.h>
5112         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
5113                 __isl_take isl_printer *p,
5114                 __isl_keep isl_band *band);
5115
5116 =head3 Options
5117
5118         #include <isl/schedule.h>
5119         int isl_options_set_schedule_max_coefficient(
5120                 isl_ctx *ctx, int val);
5121         int isl_options_get_schedule_max_coefficient(
5122                 isl_ctx *ctx);
5123         int isl_options_set_schedule_max_constant_term(
5124                 isl_ctx *ctx, int val);
5125         int isl_options_get_schedule_max_constant_term(
5126                 isl_ctx *ctx);
5127         int isl_options_set_schedule_fuse(isl_ctx *ctx, int val);
5128         int isl_options_get_schedule_fuse(isl_ctx *ctx);
5129         int isl_options_set_schedule_maximize_band_depth(
5130                 isl_ctx *ctx, int val);
5131         int isl_options_get_schedule_maximize_band_depth(
5132                 isl_ctx *ctx);
5133         int isl_options_set_schedule_outer_zero_distance(
5134                 isl_ctx *ctx, int val);
5135         int isl_options_get_schedule_outer_zero_distance(
5136                 isl_ctx *ctx);
5137         int isl_options_set_schedule_split_scaled(
5138                 isl_ctx *ctx, int val);
5139         int isl_options_get_schedule_split_scaled(
5140                 isl_ctx *ctx);
5141         int isl_options_set_schedule_algorithm(
5142                 isl_ctx *ctx, int val);
5143         int isl_options_get_schedule_algorithm(
5144                 isl_ctx *ctx);
5145         int isl_options_set_schedule_separate_components(
5146                 isl_ctx *ctx, int val);
5147         int isl_options_get_schedule_separate_components(
5148                 isl_ctx *ctx);
5149
5150 =over
5151
5152 =item * schedule_max_coefficient
5153
5154 This option enforces that the coefficients for variable and parameter
5155 dimensions in the calculated schedule are not larger than the specified value.
5156 This option can significantly increase the speed of the scheduling calculation
5157 and may also prevent fusing of unrelated dimensions. A value of -1 means that
5158 this option does not introduce bounds on the variable or parameter
5159 coefficients.
5160
5161 =item * schedule_max_constant_term
5162
5163 This option enforces that the constant coefficients in the calculated schedule
5164 are not larger than the maximal constant term. This option can significantly
5165 increase the speed of the scheduling calculation and may also prevent fusing of
5166 unrelated dimensions. A value of -1 means that this option does not introduce
5167 bounds on the constant coefficients.
5168
5169 =item * schedule_fuse
5170
5171 This option controls the level of fusion.
5172 If this option is set to C<ISL_SCHEDULE_FUSE_MIN>, then loops in the
5173 resulting schedule will be distributed as much as possible.
5174 If this option is set to C<ISL_SCHEDULE_FUSE_MAX>, then C<isl> will
5175 try to fuse loops in the resulting schedule.
5176
5177 =item * schedule_maximize_band_depth
5178
5179 If this option is set, we do not split bands at the point
5180 where we detect splitting is necessary. Instead, we
5181 backtrack and split bands as early as possible. This
5182 reduces the number of splits and maximizes the width of
5183 the bands. Wider bands give more possibilities for tiling.
5184 Note that if the C<schedule_fuse> option is set to C<ISL_SCHEDULE_FUSE_MIN>,
5185 then bands will be split as early as possible, even if there is no need.
5186 The C<schedule_maximize_band_depth> option therefore has no effect in this case.
5187
5188 =item * schedule_outer_zero_distance
5189
5190 If this option is set, then we try to construct schedules
5191 where the outermost scheduling dimension in each band
5192 results in a zero dependence distance over the proximity
5193 dependences.
5194
5195 =item * schedule_split_scaled
5196
5197 If this option is set, then we try to construct schedules in which the
5198 constant term is split off from the linear part if the linear parts of
5199 the scheduling rows for all nodes in the graphs have a common non-trivial
5200 divisor.
5201 The constant term is then placed in a separate band and the linear
5202 part is reduced.
5203
5204 =item * schedule_algorithm
5205
5206 Selects the scheduling algorithm to be used.
5207 Available scheduling algorithms are C<ISL_SCHEDULE_ALGORITHM_ISL>
5208 and C<ISL_SCHEDULE_ALGORITHM_FEAUTRIER>.
5209
5210 =item * schedule_separate_components
5211
5212 If at any point the dependence graph contains any (weakly connected) components,
5213 then these components are scheduled separately.
5214 If this option is not set, then some iterations of the domains
5215 in these components may be scheduled together.
5216 If this option is set, then the components are given consecutive
5217 schedules.
5218
5219 =back
5220
5221 =head2 AST Generation
5222
5223 This section describes the C<isl> functionality for generating
5224 ASTs that visit all the elements
5225 in a domain in an order specified by a schedule.
5226 In particular, given a C<isl_union_map>, an AST is generated
5227 that visits all the elements in the domain of the C<isl_union_map>
5228 according to the lexicographic order of the corresponding image
5229 element(s).  If the range of the C<isl_union_map> consists of
5230 elements in more than one space, then each of these spaces is handled
5231 separately in an arbitrary order.
5232 It should be noted that the image elements only specify the I<order>
5233 in which the corresponding domain elements should be visited.
5234 No direct relation between the image elements and the loop iterators
5235 in the generated AST should be assumed.
5236
5237 Each AST is generated within a build.  The initial build
5238 simply specifies the constraints on the parameters (if any)
5239 and can be created, inspected, copied and freed using the following functions.
5240
5241         #include <isl/ast_build.h>
5242         __isl_give isl_ast_build *isl_ast_build_from_context(
5243                 __isl_take isl_set *set);
5244         isl_ctx *isl_ast_build_get_ctx(
5245                 __isl_keep isl_ast_build *build);
5246         __isl_give isl_ast_build *isl_ast_build_copy(
5247                 __isl_keep isl_ast_build *build);
5248         void *isl_ast_build_free(
5249                 __isl_take isl_ast_build *build);
5250
5251 The C<set> argument is usually a parameter set with zero or more parameters.
5252 More C<isl_ast_build> functions are described in L</"Nested AST Generation">
5253 and L</"Fine-grained Control over AST Generation">.
5254 Finally, the AST itself can be constructed using the following
5255 function.
5256
5257         #include <isl/ast_build.h>
5258         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_build_ast_from_schedule(
5259                 __isl_keep isl_ast_build *build,
5260                 __isl_take isl_union_map *schedule);
5261
5262 =head3 Inspecting the AST
5263
5264 The basic properties of an AST node can be obtained as follows.
5265
5266         #include <isl/ast.h>
5267         isl_ctx *isl_ast_node_get_ctx(
5268                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5269         enum isl_ast_node_type isl_ast_node_get_type(
5270                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5271
5272 The type of an AST node is one of
5273 C<isl_ast_node_for>,
5274 C<isl_ast_node_if>,
5275 C<isl_ast_node_block> or
5276 C<isl_ast_node_user>.
5277 An C<isl_ast_node_for> represents a for node.
5278 An C<isl_ast_node_if> represents an if node.
5279 An C<isl_ast_node_block> represents a compound node.
5280 An C<isl_ast_node_user> represents an expression statement.
5281 An expression statement typically corresponds to a domain element, i.e.,
5282 one of the elements that is visited by the AST.
5283
5284 Each type of node has its own additional properties.
5285
5286         #include <isl/ast.h>
5287         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_node_for_get_iterator(
5288                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5289         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_node_for_get_init(
5290                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5291         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_node_for_get_cond(
5292                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5293         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_node_for_get_inc(
5294                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5295         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_node_for_get_body(
5296                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5297         int isl_ast_node_for_is_degenerate(
5298                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5299
5300 An C<isl_ast_for> is considered degenerate if it is known to execute
5301 exactly once.
5302
5303         #include <isl/ast.h>
5304         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_node_if_get_cond(
5305                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5306         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_node_if_get_then(
5307                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5308         int isl_ast_node_if_has_else(
5309                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5310         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_node_if_get_else(
5311                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5312
5313         __isl_give isl_ast_node_list *
5314         isl_ast_node_block_get_children(
5315                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5316
5317         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_node_user_get_expr(
5318                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5319
5320 Each of the returned C<isl_ast_expr>s can in turn be inspected using
5321 the following functions.
5322
5323         #include <isl/ast.h>
5324         isl_ctx *isl_ast_expr_get_ctx(
5325                 __isl_keep isl_ast_expr *expr);
5326         enum isl_ast_expr_type isl_ast_expr_get_type(
5327                 __isl_keep isl_ast_expr *expr);
5328
5329 The type of an AST expression is one of
5330 C<isl_ast_expr_op>,
5331 C<isl_ast_expr_id> or
5332 C<isl_ast_expr_int>.
5333 An C<isl_ast_expr_op> represents the result of an operation.
5334 An C<isl_ast_expr_id> represents an identifier.
5335 An C<isl_ast_expr_int> represents an integer value.
5336
5337 Each type of expression has its own additional properties.
5338
5339         #include <isl/ast.h>
5340         enum isl_ast_op_type isl_ast_expr_get_op_type(
5341                 __isl_keep isl_ast_expr *expr);
5342         int isl_ast_expr_get_op_n_arg(__isl_keep isl_ast_expr *expr);
5343         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_get_op_arg(
5344                 __isl_keep isl_ast_expr *expr, int pos);
5345         int isl_ast_node_foreach_ast_op_type(
5346                 __isl_keep isl_ast_node *node,
5347                 int (*fn)(enum isl_ast_op_type type, void *user),
5348                 void *user);
5349
5350 C<isl_ast_expr_get_op_type> returns the type of the operation
5351 performed.  C<isl_ast_expr_get_op_n_arg> returns the number of
5352 arguments.  C<isl_ast_expr_get_op_arg> returns the specified
5353 argument.
5354 C<isl_ast_node_foreach_ast_op_type> calls C<fn> for each distinct
5355 C<isl_ast_op_type> that appears in C<node>.
5356 The operation type is one of the following.
5357
5358 =over
5359
5360 =item C<isl_ast_op_and>
5361
5362 Logical I<and> of two arguments.
5363 Both arguments can be evaluated.
5364
5365 =item C<isl_ast_op_and_then>
5366
5367 Logical I<and> of two arguments.
5368 The second argument can only be evaluated if the first evaluates to true.
5369
5370 =item C<isl_ast_op_or>
5371
5372 Logical I<or> of two arguments.
5373 Both arguments can be evaluated.
5374
5375 =item C<isl_ast_op_or_else>
5376
5377 Logical I<or> of two arguments.
5378 The second argument can only be evaluated if the first evaluates to false.
5379
5380 =item C<isl_ast_op_max>
5381
5382 Maximum of two or more arguments.
5383
5384 =item C<isl_ast_op_min>
5385
5386 Minimum of two or more arguments.
5387
5388 =item C<isl_ast_op_minus>
5389
5390 Change sign.
5391
5392 =item C<isl_ast_op_add>
5393
5394 Sum of two arguments.
5395
5396 =item C<isl_ast_op_sub>
5397
5398 Difference of two arguments.
5399
5400 =item C<isl_ast_op_mul>
5401
5402 Product of two arguments.
5403
5404 =item C<isl_ast_op_div>
5405
5406 Exact division.  That is, the result is known to be an integer.
5407
5408 =item C<isl_ast_op_fdiv_q>
5409
5410 Result of integer division, rounded towards negative
5411 infinity.
5412
5413 =item C<isl_ast_op_pdiv_q>
5414
5415 Result of integer division, where dividend is known to be non-negative.
5416
5417 =item C<isl_ast_op_pdiv_r>
5418
5419 Remainder of integer division, where dividend is known to be non-negative.
5420
5421 =item C<isl_ast_op_cond>
5422
5423 Conditional operator defined on three arguments.
5424 If the first argument evaluates to true, then the result
5425 is equal to the second argument.  Otherwise, the result
5426 is equal to the third argument.
5427 The second and third argument may only be evaluated if
5428 the first argument evaluates to true and false, respectively.
5429 Corresponds to C<a ? b : c> in C.
5430
5431 =item C<isl_ast_op_select>
5432
5433 Conditional operator defined on three arguments.
5434 If the first argument evaluates to true, then the result
5435 is equal to the second argument.  Otherwise, the result
5436 is equal to the third argument.
5437 The second and third argument may be evaluated independently
5438 of the value of the first argument.
5439 Corresponds to C<a * b + (1 - a) * c> in C.
5440
5441 =item C<isl_ast_op_eq>
5442
5443 Equality relation.
5444
5445 =item C<isl_ast_op_le>
5446
5447 Less than or equal relation.
5448
5449 =item C<isl_ast_op_lt>
5450
5451 Less than relation.
5452
5453 =item C<isl_ast_op_ge>
5454
5455 Greater than or equal relation.
5456
5457 =item C<isl_ast_op_gt>
5458
5459 Greater than relation.
5460
5461 =item C<isl_ast_op_call>
5462
5463 A function call.
5464 The number of arguments of the C<isl_ast_expr> is one more than
5465 the number of arguments in the function call, the first argument
5466 representing the function being called.
5467
5468 =back
5469
5470         #include <isl/ast.h>
5471         __isl_give isl_id *isl_ast_expr_get_id(
5472                 __isl_keep isl_ast_expr *expr);
5473
5474 Return the identifier represented by the AST expression.
5475
5476         #include <isl/ast.h>
5477         int isl_ast_expr_get_int(__isl_keep isl_ast_expr *expr,
5478                 isl_int *v);
5479
5480 Return the integer represented by the AST expression.
5481 Note that the integer is returned through the C<v> argument.
5482 The return value of the function itself indicates whether the
5483 operation was performed successfully.
5484
5485 =head3 Manipulating and printing the AST
5486
5487 AST nodes can be copied and freed using the following functions.
5488
5489         #include <isl/ast.h>
5490         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_node_copy(
5491                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5492         void *isl_ast_node_free(__isl_take isl_ast_node *node);
5493
5494 AST expressions can be copied and freed using the following functions.
5495
5496         #include <isl/ast.h>
5497         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_copy(
5498                 __isl_keep isl_ast_expr *expr);
5499         void *isl_ast_expr_free(__isl_take isl_ast_expr *expr);
5500
5501 New AST expressions can be created either directly or within
5502 the context of an C<isl_ast_build>.
5503
5504         #include <isl/ast.h>
5505         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_from_id(
5506                 __isl_take isl_id *id);
5507         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_neg(
5508                 __isl_take isl_ast_expr *expr);
5509         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_add(
5510                 __isl_take isl_ast_expr *expr1,
5511                 __isl_take isl_ast_expr *expr2);
5512         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_sub(
5513                 __isl_take isl_ast_expr *expr1,
5514                 __isl_take isl_ast_expr *expr2);
5515         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_mul(
5516                 __isl_take isl_ast_expr *expr1,
5517                 __isl_take isl_ast_expr *expr2);
5518         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_div(
5519                 __isl_take isl_ast_expr *expr1,
5520                 __isl_take isl_ast_expr *expr2);
5521         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_and(
5522                 __isl_take isl_ast_expr *expr1,
5523                 __isl_take isl_ast_expr *expr2)
5524         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_expr_or(
5525                 __isl_take isl_ast_expr *expr1,
5526                 __isl_take isl_ast_expr *expr2)
5527
5528         #include <isl/ast_build.h>
5529         __isl_give isl_ast_expr *isl_ast_build_expr_from_pw_aff(
5530                 __isl_keep isl_ast_build *build,
5531                 __isl_take isl_pw_aff *pa);
5532         __isl_give isl_ast_expr *
5533         isl_ast_build_call_from_pw_multi_aff(
5534                 __isl_keep isl_ast_build *build,
5535                 __isl_take isl_pw_multi_aff *pma);
5536
5537 The domains of C<pa> and C<pma> should correspond
5538 to the schedule space of C<build>.
5539 The tuple id of C<pma> is used as the function being called.
5540
5541 User specified data can be attached to an C<isl_ast_node> and obtained
5542 from the same C<isl_ast_node> using the following functions.
5543
5544         #include <isl/ast.h>
5545         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_node_set_annotation(
5546                 __isl_take isl_ast_node *node,
5547                 __isl_take isl_id *annotation);
5548         __isl_give isl_id *isl_ast_node_get_annotation(
5549                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5550
5551 Basic printing can be performed using the following functions.
5552
5553         #include <isl/ast.h>
5554         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_ast_expr(
5555                 __isl_take isl_printer *p,
5556                 __isl_keep isl_ast_expr *expr);
5557         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_ast_node(
5558                 __isl_take isl_printer *p,
5559                 __isl_keep isl_ast_node *node);
5560
5561 More advanced printing can be performed using the following functions.
5562
5563         #include <isl/ast.h>
5564         __isl_give isl_printer *isl_ast_op_type_print_macro(
5565                 enum isl_ast_op_type type,
5566                 __isl_take isl_printer *p);
5567         __isl_give isl_printer *isl_ast_node_print_macros(
5568                 __isl_keep isl_ast_node *node,
5569                 __isl_take isl_printer *p);
5570         __isl_give isl_printer *isl_ast_node_print(
5571                 __isl_keep isl_ast_node *node,
5572                 __isl_take isl_printer *p,
5573                 __isl_take isl_ast_print_options *options);
5574         __isl_give isl_printer *isl_ast_node_for_print(
5575                 __isl_keep isl_ast_node *node,
5576                 __isl_take isl_printer *p,
5577                 __isl_take isl_ast_print_options *options);
5578         __isl_give isl_printer *isl_ast_node_if_print(
5579                 __isl_keep isl_ast_node *node,
5580                 __isl_take isl_printer *p,
5581                 __isl_take isl_ast_print_options *options);
5582
5583 While printing an C<isl_ast_node> in C<ISL_FORMAT_C>,
5584 C<isl> may print out an AST that makes use of macros such
5585 as C<floord>, C<min> and C<max>.
5586 C<isl_ast_op_type_print_macro> prints out the macro
5587 corresponding to a specific C<isl_ast_op_type>.
5588 C<isl_ast_node_print_macros> scans the C<isl_ast_node>
5589 for expressions where these macros would be used and prints
5590 out the required macro definitions.
5591 Essentially, C<isl_ast_node_print_macros> calls
5592 C<isl_ast_node_foreach_ast_op_type> with C<isl_ast_op_type_print_macro>
5593 as function argument.
5594 C<isl_ast_node_print>, C<isl_ast_node_for_print> and
5595 C<isl_ast_node_if_print> print an C<isl_ast_node>
5596 in C<ISL_FORMAT_C>, but allow for some extra control
5597 through an C<isl_ast_print_options> object.
5598 This object can be created using the following functions.
5599
5600         #include <isl/ast.h>
5601         __isl_give isl_ast_print_options *
5602         isl_ast_print_options_alloc(isl_ctx *ctx);
5603         __isl_give isl_ast_print_options *
5604         isl_ast_print_options_copy(
5605                 __isl_keep isl_ast_print_options *options);
5606         void *isl_ast_print_options_free(
5607                 __isl_take isl_ast_print_options *options);
5608
5609         __isl_give isl_ast_print_options *
5610         isl_ast_print_options_set_print_user(
5611                 __isl_take isl_ast_print_options *options,
5612                 __isl_give isl_printer *(*print_user)(
5613                         __isl_take isl_printer *p,
5614                         __isl_take isl_ast_print_options *options,
5615                         __isl_keep isl_ast_node *node, void *user),
5616                 void *user);
5617         __isl_give isl_ast_print_options *
5618         isl_ast_print_options_set_print_for(
5619                 __isl_take isl_ast_print_options *options,
5620                 __isl_give isl_printer *(*print_for)(
5621                         __isl_take isl_printer *p,
5622                         __isl_take isl_ast_print_options *options,
5623                         __isl_keep isl_ast_node *node, void *user),
5624                 void *user);
5625
5626 The callback set by C<isl_ast_print_options_set_print_user>
5627 is called whenever a node of type C<isl_ast_node_user> needs to
5628 be printed.
5629 The callback set by C<isl_ast_print_options_set_print_for>
5630 is called whenever a node of type C<isl_ast_node_for> needs to
5631 be printed.
5632 Note that C<isl_ast_node_for_print> will I<not> call the
5633 callback set by C<isl_ast_print_options_set_print_for> on the node
5634 on which C<isl_ast_node_for_print> is called, but only on nested
5635 nodes of type C<isl_ast_node_for>.  It is therefore safe to
5636 call C<isl_ast_node_for_print> from within the callback set by
5637 C<isl_ast_print_options_set_print_for>.
5638
5639 The following option determines the type to be used for iterators
5640 while printing the AST.
5641
5642         int isl_options_set_ast_iterator_type(
5643                 isl_ctx *ctx, const char *val);
5644         const char *isl_options_get_ast_iterator_type(
5645                 isl_ctx *ctx);
5646
5647 =head3 Options
5648
5649         #include <isl/ast_build.h>
5650         int isl_options_set_ast_build_atomic_upper_bound(
5651                 isl_ctx *ctx, int val);
5652         int isl_options_get_ast_build_atomic_upper_bound(
5653                 isl_ctx *ctx);
5654         int isl_options_set_ast_build_prefer_pdiv(isl_ctx *ctx,
5655                 int val);
5656         int isl_options_get_ast_build_prefer_pdiv(isl_ctx *ctx);
5657         int isl_options_set_ast_build_exploit_nested_bounds(
5658                 isl_ctx *ctx, int val);
5659         int isl_options_get_ast_build_exploit_nested_bounds(
5660                 isl_ctx *ctx);
5661         int isl_options_set_ast_build_group_coscheduled(
5662                 isl_ctx *ctx, int val);
5663         int isl_options_get_ast_build_group_coscheduled(
5664                 isl_ctx *ctx);
5665         int isl_options_set_ast_build_scale_strides(
5666                 isl_ctx *ctx, int val);
5667         int isl_options_get_ast_build_scale_strides(
5668                 isl_ctx *ctx);
5669         int isl_options_set_ast_build_allow_else(isl_ctx *ctx,
5670                 int val);
5671         int isl_options_get_ast_build_allow_else(isl_ctx *ctx);
5672         int isl_options_set_ast_build_allow_or(isl_ctx *ctx,
5673                 int val);
5674         int isl_options_get_ast_build_allow_or(isl_ctx *ctx);
5675
5676 =over
5677
5678 =item * ast_build_atomic_upper_bound
5679
5680 Generate loop upper bounds that consist of the current loop iterator,
5681 an operator and an expression not involving the iterator.
5682 If this option is not set, then the current loop iterator may appear
5683 several times in the upper bound.
5684 For example, when this option is turned off, AST generation
5685 for the schedule
5686
5687         [n] -> { A[i] -> [i] : 0 <= i <= 100, n }
5688
5689 produces
5690
5691         for (int c0 = 0; c0 <= 100 && n >= c0; c0 += 1)
5692           A(c0);
5693
5694 When the option is turned on, the following AST is generated
5695
5696         for (int c0 = 0; c0 <= min(100, n); c0 += 1)
5697           A(c0);
5698
5699 =item * ast_build_prefer_pdiv
5700
5701 If this option is turned off, then the AST generation will
5702 produce ASTs that may only contain C<isl_ast_op_fdiv_q>
5703 operators, but no C<isl_ast_op_pdiv_q> or
5704 C<isl_ast_op_pdiv_r> operators.
5705 If this options is turned on, then C<isl> will try to convert
5706 some of the C<isl_ast_op_fdiv_q> operators to (expressions containing)
5707 C<isl_ast_op_pdiv_q> or C<isl_ast_op_pdiv_r> operators.
5708
5709 =item * ast_build_exploit_nested_bounds
5710
5711 Simplify conditions based on bounds of nested for loops.
5712 In particular, remove conditions that are implied by the fact
5713 that one or more nested loops have at least one iteration,
5714 meaning that the upper bound is at least as large as the lower bound.
5715 For example, when this option is turned off, AST generation
5716 for the schedule
5717
5718         [N,M] -> { A[i,j] -> [i,j] : 0 <= i <= N and
5719                                         0 <= j <= M }
5720
5721 produces
5722
5723         if (M >= 0)
5724           for (int c0 = 0; c0 <= N; c0 += 1)
5725             for (int c1 = 0; c1 <= M; c1 += 1)
5726               A(c0, c1);
5727
5728 When the option is turned on, the following AST is generated
5729
5730         for (int c0 = 0; c0 <= N; c0 += 1)
5731           for (int c1 = 0; c1 <= M; c1 += 1)
5732             A(c0, c1);
5733
5734 =item * ast_build_group_coscheduled
5735
5736 If two domain elements are assigned the same schedule point, then
5737 they may be executed in any order and they may even appear in different
5738 loops.  If this options is set, then the AST generator will make
5739 sure that coscheduled domain elements do not appear in separate parts
5740 of the AST.  This is useful in case of nested AST generation
5741 if the outer AST generation is given only part of a schedule
5742 and the inner AST generation should handle the domains that are
5743 coscheduled by this initial part of the schedule together.
5744 For example if an AST is generated for a schedule
5745
5746         { A[i] -> [0]; B[i] -> [0] }
5747
5748 then the C<isl_ast_build_set_create_leaf> callback described
5749 below may get called twice, once for each domain.
5750 Setting this option ensures that the callback is only called once
5751 on both domains together.
5752
5753 =item * ast_build_separation_bounds
5754
5755 This option specifies which bounds to use during separation.
5756 If this option is set to C<ISL_AST_BUILD_SEPARATION_BOUNDS_IMPLICIT>
5757 then all (possibly implicit) bounds on the current dimension will
5758 be used during separation.
5759 If this option is set to C<ISL_AST_BUILD_SEPARATION_BOUNDS_EXPLICIT>
5760 then only those bounds that are explicitly available will
5761 be used during separation.
5762
5763 =item * ast_build_scale_strides
5764
5765 This option specifies whether the AST generator is allowed
5766 to scale down iterators of strided loops.
5767
5768 =item * ast_build_allow_else
5769
5770 This option specifies whether the AST generator is allowed
5771 to construct if statements with else branches.
5772
5773 =item * ast_build_allow_or
5774
5775 This option specifies whether the AST generator is allowed
5776 to construct if conditions with disjunctions.
5777
5778 =back
5779
5780 =head3 Fine-grained Control over AST Generation
5781
5782 Besides specifying the constraints on the parameters,
5783 an C<isl_ast_build> object can be used to control
5784 various aspects of the AST generation process.
5785 The most prominent way of control is through ``options'',
5786 which can be set using the following function.
5787
5788         #include <isl/ast_build.h>
5789         __isl_give isl_ast_build *
5790         isl_ast_build_set_options(
5791                 __isl_take isl_ast_build *control,
5792                 __isl_take isl_union_map *options);
5793
5794 The options are encoded in an <isl_union_map>.
5795 The domain of this union relation refers to the schedule domain,
5796 i.e., the range of the schedule passed to C<isl_ast_build_ast_from_schedule>.
5797 In the case of nested AST generation (see L</"Nested AST Generation">),
5798 the domain of C<options> should refer to the extra piece of the schedule.
5799 That is, it should be equal to the range of the wrapped relation in the
5800 range of the schedule.
5801 The range of the options can consist of elements in one or more spaces,
5802 the names of which determine the effect of the option.
5803 The values of the range typically also refer to the schedule dimension
5804 to which the option applies.  In case of nested AST generation
5805 (see L</"Nested AST Generation">), these values refer to the position
5806 of the schedule dimension within the innermost AST generation.
5807 The constraints on the domain elements of
5808 the option should only refer to this dimension and earlier dimensions.
5809 We consider the following spaces.
5810
5811 =over
5812
5813 =item C<separation_class>
5814
5815 This space is a wrapped relation between two one dimensional spaces.
5816 The input space represents the schedule dimension to which the option
5817 applies and the output space represents the separation class.
5818 While constructing a loop corresponding to the specified schedule
5819 dimension(s), the AST generator will try to generate separate loops
5820 for domain elements that are assigned different classes.
5821 If only some of the elements are assigned a class, then those elements
5822 that are not assigned any class will be treated as belonging to a class
5823 that is separate from the explicitly assigned classes.
5824 The typical use case for this option is to separate full tiles from
5825 partial tiles.
5826 The other options, described below, are applied after the separation
5827 into classes.
5828
5829 As an example, consider the separation into full and partial tiles
5830 of a tiling of a triangular domain.
5831 Take, for example, the domain
5832
5833         { A[i,j] : 0 <= i,j and i + j <= 100 }
5834
5835 and a tiling into tiles of 10 by 10.  The input to the AST generator
5836 is then the schedule
5837
5838         { A[i,j] -> [([i/10]),[j/10],i,j] : 0 <= i,j and
5839                                                 i + j <= 100 }
5840
5841 Without any options, the following AST is generated
5842
5843         for (int c0 = 0; c0 <= 10; c0 += 1)
5844           for (int c1 = 0; c1 <= -c0 + 10; c1 += 1)
5845             for (int c2 = 10 * c0;
5846                  c2 <= min(-10 * c1 + 100, 10 * c0 + 9);
5847                  c2 += 1)
5848               for (int c3 = 10 * c1;
5849                    c3 <= min(10 * c1 + 9, -c2 + 100);
5850                    c3 += 1)
5851                 A(c2, c3);
5852
5853 Separation into full and partial tiles can be obtained by assigning
5854 a class, say C<0>, to the full tiles.  The full tiles are represented by those
5855 values of the first and second schedule dimensions for which there are
5856 values of the third and fourth dimensions to cover an entire tile.
5857 That is, we need to specify the following option
5858
5859         { [a,b,c,d] -> separation_class[[0]->[0]] :
5860                 exists b': 0 <= 10a,10b' and
5861                            10a+9+10b'+9 <= 100;
5862           [a,b,c,d] -> separation_class[[1]->[0]] :
5863                 0 <= 10a,10b and 10a+9+10b+9 <= 100 }
5864
5865 which simplifies to
5866
5867         { [a, b, c, d] -> separation_class[[1] -> [0]] :
5868                 a >= 0 and b >= 0 and b <= 8 - a;
5869           [a, b, c, d] -> separation_class[[0] -> [0]] :
5870                 a >= 0 and a <= 8 }
5871
5872 With this option, the generated AST is as follows
5873
5874         {
5875           for (int c0 = 0; c0 <= 8; c0 += 1) {
5876             for (int c1 = 0; c1 <= -c0 + 8; c1 += 1)
5877               for (int c2 = 10 * c0;
5878                    c2 <= 10 * c0 + 9; c2 += 1)
5879                 for (int c3 = 10 * c1;
5880                      c3 <= 10 * c1 + 9; c3 += 1)
5881                   A(c2, c3);
5882             for (int c1 = -c0 + 9; c1 <= -c0 + 10; c1 += 1)
5883               for (int c2 = 10 * c0;
5884                    c2 <= min(-10 * c1 + 100, 10 * c0 + 9);
5885                    c2 += 1)
5886                 for (int c3 = 10 * c1;
5887                      c3 <= min(-c2 + 100, 10 * c1 + 9);
5888                      c3 += 1)
5889                   A(c2, c3);
5890           }
5891           for (int c0 = 9; c0 <= 10; c0 += 1)
5892             for (int c1 = 0; c1 <= -c0 + 10; c1 += 1)
5893               for (int c2 = 10 * c0;
5894                    c2 <= min(-10 * c1 + 100, 10 * c0 + 9);
5895                    c2 += 1)
5896                 for (int c3 = 10 * c1;
5897                      c3 <= min(10 * c1 + 9, -c2 + 100);
5898                      c3 += 1)
5899                   A(c2, c3);
5900         }
5901
5902 =item C<separate>
5903
5904 This is a single-dimensional space representing the schedule dimension(s)
5905 to which ``separation'' should be applied.  Separation tries to split
5906 a loop into several pieces if this can avoid the generation of guards
5907 inside the loop.
5908 See also the C<atomic> option.
5909
5910 =item C<atomic>
5911
5912 This is a single-dimensional space representing the schedule dimension(s)
5913 for which the domains should be considered ``atomic''.  That is, the
5914 AST generator will make sure that any given domain space will only appear
5915 in a single loop at the specified level.
5916
5917 Consider the following schedule
5918
5919         { a[i] -> [i] : 0 <= i < 10;
5920           b[i] -> [i+1] : 0 <= i < 10 }
5921
5922 If the following option is specified
5923
5924         { [i] -> separate[x] }
5925
5926 then the following AST will be generated
5927
5928         {
5929           a(0);
5930           for (int c0 = 1; c0 <= 9; c0 += 1) {
5931             a(c0);
5932             b(c0 - 1);
5933           }
5934           b(9);
5935         }
5936
5937 If, on the other hand, the following option is specified
5938
5939         { [i] -> atomic[x] }
5940
5941 then the following AST will be generated
5942
5943         for (int c0 = 0; c0 <= 10; c0 += 1) {
5944           if (c0 <= 9)
5945             a(c0);
5946           if (c0 >= 1)
5947             b(c0 - 1);
5948         }
5949
5950 If neither C<atomic> nor C<separate> is specified, then the AST generator
5951 may produce either of these two results or some intermediate form.
5952
5953 =item C<unroll>
5954
5955 This is a single-dimensional space representing the schedule dimension(s)
5956 that should be I<completely> unrolled.
5957 To obtain a partial unrolling, the user should apply an additional
5958 strip-mining to the schedule and fully unroll the inner loop.
5959
5960 =back
5961
5962 Additional control is available through the following functions.
5963
5964         #include <isl/ast_build.h>
5965         __isl_give isl_ast_build *
5966         isl_ast_build_set_iterators(
5967                 __isl_take isl_ast_build *control,
5968                 __isl_take isl_id_list *iterators);
5969
5970 The function C<isl_ast_build_set_iterators> allows the user to
5971 specify a list of iterator C<isl_id>s to be used as iterators.
5972 If the input schedule is injective, then
5973 the number of elements in this list should be as large as the dimension
5974 of the schedule space, but no direct correspondence should be assumed
5975 between dimensions and elements.
5976 If the input schedule is not injective, then an additional number
5977 of C<isl_id>s equal to the largest dimension of the input domains
5978 may be required.
5979 If the number of provided C<isl_id>s is insufficient, then additional
5980 names are automatically generated.
5981
5982         #include <isl/ast_build.h>
5983         __isl_give isl_ast_build *
5984         isl_ast_build_set_create_leaf(
5985                 __isl_take isl_ast_build *control,
5986                 __isl_give isl_ast_node *(*fn)(
5987                         __isl_take isl_ast_build *build,
5988                         void *user), void *user);
5989
5990 The
5991 C<isl_ast_build_set_create_leaf> function allows for the
5992 specification of a callback that should be called whenever the AST
5993 generator arrives at an element of the schedule domain.
5994 The callback should return an AST node that should be inserted
5995 at the corresponding position of the AST.  The default action (when
5996 the callback is not set) is to continue generating parts of the AST to scan
5997 all the domain elements associated to the schedule domain element
5998 and to insert user nodes, ``calling'' the domain element, for each of them.
5999 The C<build> argument contains the current state of the C<isl_ast_build>.
6000 To ease nested AST generation (see L</"Nested AST Generation">),
6001 all control information that is
6002 specific to the current AST generation such as the options and
6003 the callbacks has been removed from this C<isl_ast_build>.
6004 The callback would typically return the result of a nested
6005 AST generation or a
6006 user defined node created using the following function.
6007
6008         #include <isl/ast.h>
6009         __isl_give isl_ast_node *isl_ast_node_alloc_user(
6010                 __isl_take isl_ast_expr *expr);
6011
6012         #include <isl/ast_build.h>
6013         __isl_give isl_ast_build *
6014         isl_ast_build_set_at_each_domain(
6015                 __isl_take isl_ast_build *build,
6016                 __isl_give isl_ast_node *(*fn)(
6017                         __isl_take isl_ast_node *node,
6018                         __isl_keep isl_ast_build *build,
6019                         void *user), void *user);
6020         __isl_give isl_ast_build *
6021         isl_ast_build_set_before_each_for(
6022                 __isl_take isl_ast_build *build,
6023                 __isl_give isl_id *(*fn)(
6024                         __isl_keep isl_ast_build *build,
6025                         void *user), void *user);
6026         __isl_give isl_ast_build *
6027         isl_ast_build_set_after_each_for(
6028                 __isl_take isl_ast_build *build,
6029                 __isl_give isl_ast_node *(*fn)(
6030                         __isl_take isl_ast_node *node,
6031                         __isl_keep isl_ast_build *build,
6032                         void *user), void *user);
6033
6034 The callback set by C<isl_ast_build_set_at_each_domain> will
6035 be called for each domain AST node.
6036 The callbacks set by C<isl_ast_build_set_before_each_for>
6037 and C<isl_ast_build_set_after_each_for> will be called
6038 for each for AST node.  The first will be called in depth-first
6039 pre-order, while the second will be called in depth-first post-order.
6040 Since C<isl_ast_build_set_before_each_for> is called before the for
6041 node is actually constructed, it is only passed an C<isl_ast_build>.
6042 The returned C<isl_id> will be added as an annotation (using
6043 C<isl_ast_node_set_annotation>) to the constructed for node.
6044 In particular, if the user has also specified an C<after_each_for>
6045 callback, then the annotation can be retrieved from the node passed to
6046 that callback using C<isl_ast_node_get_annotation>.
6047 All callbacks should C<NULL> on failure.
6048 The given C<isl_ast_build> can be used to create new
6049 C<isl_ast_expr> objects using C<isl_ast_build_expr_from_pw_aff>
6050 or C<isl_ast_build_call_from_pw_multi_aff>.
6051
6052 =head3 Nested AST Generation
6053
6054 C<isl> allows the user to create an AST within the context
6055 of another AST.  These nested ASTs are created using the
6056 same C<isl_ast_build_ast_from_schedule> function that is used to create the
6057 outer AST.  The C<build> argument should be an C<isl_ast_build>
6058 passed to a callback set by
6059 C<isl_ast_build_set_create_leaf>.
6060 The space of the range of the C<schedule> argument should refer
6061 to this build.  In particular, the space should be a wrapped
6062 relation and the domain of this wrapped relation should be the
6063 same as that of the range of the schedule returned by
6064 C<isl_ast_build_get_schedule> below.
6065 In practice, the new schedule is typically
6066 created by calling C<isl_union_map_range_product> on the old schedule
6067 and some extra piece of the schedule.
6068 The space of the schedule domain is also available from
6069 the C<isl_ast_build>.
6070
6071         #include <isl/ast_build.h>
6072         __isl_give isl_union_map *isl_ast_build_get_schedule(
6073                 __isl_keep isl_ast_build *build);
6074         __isl_give isl_space *isl_ast_build_get_schedule_space(
6075                 __isl_keep isl_ast_build *build);
6076         __isl_give isl_ast_build *isl_ast_build_restrict(
6077                 __isl_take isl_ast_build *build,
6078                 __isl_take isl_set *set);
6079
6080 The C<isl_ast_build_get_schedule> function returns a (partial)
6081 schedule for the domains elements for which part of the AST still needs to
6082 be generated in the current build.
6083 In particular, the domain elements are mapped to those iterations of the loops
6084 enclosing the current point of the AST generation inside which
6085 the domain elements are executed.
6086 No direct correspondence between
6087 the input schedule and this schedule should be assumed.
6088 The space obtained from C<isl_ast_build_get_schedule_space> can be used
6089 to create a set for C<isl_ast_build_restrict> to intersect
6090 with the current build.  In particular, the set passed to
6091 C<isl_ast_build_restrict> can have additional parameters.
6092 The ids of the set dimensions in the space returned by
6093 C<isl_ast_build_get_schedule_space> correspond to the
6094 iterators of the already generated loops.
6095 The user should not rely on the ids of the output dimensions
6096 of the relations in the union relation returned by
6097 C<isl_ast_build_get_schedule> having any particular value.
6098
6099 =head1 Applications
6100
6101 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
6102 it also contains some basic applications that use some
6103 of the functionality of C<isl>.
6104 The input may be specified in either the L<isl format>
6105 or the L<PolyLib format>.
6106
6107 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
6108
6109 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
6110 an integer element of the polyhedron, if there is any.
6111 The first column in the output is the denominator and is always
6112 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
6113 then a vector of length zero is printed.
6114
6115 =head2 C<isl_pip>
6116
6117 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
6118 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
6119 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
6120 of constraints on a parametric polyhedron.
6121 The coefficients of the parameters appear in the last columns
6122 (but before the final constant column).
6123 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
6124 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
6125 is just a dump of the internal state.
6126
6127 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
6128
6129 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
6130 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
6131 If an affine objective function
6132 is given, then the constant should appear in the last column.
6133
6134 =head2 C<isl_polytope_scan>
6135
6136 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
6137 all integer points in the polytope.
6138
6139 =head2 C<isl_codegen>
6140
6141 Given a schedule, a context set and an options relation,
6142 C<isl_codegen> prints out an AST that scans the domain elements
6143 of the schedule in the order of their image(s) taking into account
6144 the constraints in the context set.