add isl_basic_set_flatten
[isl.git] / doc / user.pod
bloba94b8b6d979efc64dbb75ada597ea1cc85086da5
1 =head1 Introduction
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.
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>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
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>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
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>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =back
67 =head1 Installation
69 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
70 or from the git repository.  Both are available from
71 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
72 The installation process depends on how you obtained
73 the source.
75 =head2 Installation from the git repository
77 =over
79 =item 1 Clone or update the repository
81 The first time the source is obtained, you need to clone
82 the repository.
84         git clone git://repo.or.cz/isl.git
86 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
88         git pull
90 =item 2 Generate C<configure>
92         ./autogen.sh
94 =back
96 After performing the above steps, continue
97 with the L<Common installation instructions>.
99 =head2 Common installation instructions
101 =over
103 =item 1 Obtain C<GMP>
105 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
106 Your distribution may not provide these header files by default
107 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
108 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
109 source, available from L<http://gmplib.org/>.
111 =item 2 Configure
113 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
114 To run it, just type
116         ./configure
118 optionally followed by some configure options.
119 A complete list of options can be obtained by running
121         ./configure --help
123 Below we discuss some of the more common options.
125 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
126 C<piplib> functionality is currently used by default.
127 The C<--with-piplib> option can
128 be used to specify which C<piplib>
129 library to use, either an installed version (C<system>),
130 an externally built version (C<build>)
131 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
132 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
133 and C<piplib>.
135 =over
137 =item C<--prefix>
139 Installation prefix for C<isl>
141 =item C<--with-gmp-prefix>
143 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
145 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
147 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
149 =item C<--with-piplib>
151 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
153 =item C<--with-piplib-prefix>
155 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
157 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
159 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
161 =item C<--with-piplib-builddir>
163 Location where C<build> C<piplib> was built.
165 =back
167 =item 3 Compile
169         make
171 =item 4 Install (optional)
173         make install
175 =back
177 =head1 Library
179 =head2 Initialization
181 All manipulations of integer sets and relations occur within
182 the context of an C<isl_ctx>.
183 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
184 All arguments of a function are required to have been allocated
185 within the same context.
186 There are currently no functions available for moving an object
187 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
188 there is currently no way of safely moving an object from one
189 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
191 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
192 freed using C<isl_ctx_free>.
193 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
194 before the C<isl_ctx> itself is freed.
196         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
197         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
199 =head2 Integers
201 All operations on integers, mainly the coefficients
202 of the constraints describing the sets and relations,
203 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
204 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
205 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
206 are wrapped inside C<isl> specific macros.
207 The basic type is C<isl_int> and the operations below
208 are available on this type.
209 The meanings of these operations are essentially the same
210 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
211 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
212 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
213 and they need to be released with C<isl_int_clear>
214 after the last use.
215 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
216 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
217 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
218 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
220 =over
222 =item isl_int_init(i)
224 =item isl_int_clear(i)
226 =item isl_int_set(r,i)
228 =item isl_int_set_si(r,i)
230 =item isl_int_set_gmp(r,g)
232 =item isl_int_get_gmp(i,g)
234 =item isl_int_abs(r,i)
236 =item isl_int_neg(r,i)
238 =item isl_int_swap(i,j)
240 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
242 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
244 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
246 =item isl_int_add(r,i,j)
248 =item isl_int_sub(r,i,j)
250 =item isl_int_mul(r,i,j)
252 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
254 =item isl_int_addmul(r,i,j)
256 =item isl_int_submul(r,i,j)
258 =item isl_int_gcd(r,i,j)
260 =item isl_int_lcm(r,i,j)
262 =item isl_int_divexact(r,i,j)
264 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
266 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
268 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
270 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
272 =item isl_int_read(r,s)
274 =item isl_int_print(out,i,width)
276 =item isl_int_sgn(i)
278 =item isl_int_cmp(i,j)
280 =item isl_int_cmp_si(i,si)
282 =item isl_int_eq(i,j)
284 =item isl_int_ne(i,j)
286 =item isl_int_lt(i,j)
288 =item isl_int_le(i,j)
290 =item isl_int_gt(i,j)
292 =item isl_int_ge(i,j)
294 =item isl_int_abs_eq(i,j)
296 =item isl_int_abs_ne(i,j)
298 =item isl_int_abs_lt(i,j)
300 =item isl_int_abs_gt(i,j)
302 =item isl_int_abs_ge(i,j)
304 =item isl_int_is_zero(i)
306 =item isl_int_is_one(i)
308 =item isl_int_is_negone(i)
310 =item isl_int_is_pos(i)
312 =item isl_int_is_neg(i)
314 =item isl_int_is_nonpos(i)
316 =item isl_int_is_nonneg(i)
318 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
320 =back
322 =head2 Sets and Relations
324 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
325 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
326 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
327 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
328 can be described as a conjunction of affine constraints, while
329 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
330 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
331 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
332 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
333 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
334 where dimensions with different space names
335 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
336 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
337 one set of variables, while relations have two sets of variables,
338 input variables and output variables.
340 =head2 Memory Management
342 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
343 several substeps and since the user is usually not interested in
344 the intermediate results, most functions that return a new object
345 will also release all the objects passed as arguments.
346 If the user still wants to use one or more of these arguments
347 after the function call, she should pass along a copy of the
348 object rather than the object itself.
349 The user is then responsible for make sure that the original
350 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
352 The arguments and return values of all documents functions are
353 annotated to make clear which arguments are released and which
354 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
355 are used
357 =over
359 =item C<__isl_give>
361 C<__isl_give> means that a new object is returned.
362 The user should make sure that the returned pointer is
363 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
364 In between, it can be used as a value for as many
365 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
366 There is one exception, and that is the case where the
367 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
368 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
370 =item C<__isl_take>
372 C<__isl_take> means that the object the argument points to
373 is taken over by the function and may no longer be used
374 by the user as an argument to any other function.
375 The pointer value must be one returned by a function
376 returning an C<__isl_give> pointer.
377 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
378 be treated as an error in the sense that the function will
379 not perform its usual operation.  However, it will still
380 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
381 are released.
383 =item C<__isl_keep>
385 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
386 temporarily.  After the function has finished, the user
387 can still use it as an argument to other functions.
388 A C<NULL> value will be treated in the same way as
389 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
391 =back
393 =head2 Dimension Specifications
395 Whenever a new set or relation is created from scratch,
396 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
398         #include <isl/dim.h>
399         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
400                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
401         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
402                 unsigned nparam, unsigned dim);
403         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
404         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
405         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
406                 enum isl_dim_type type);
408 The dimension specification used for creating a set
409 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
410 that for creating a relation
411 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
412 C<isl_dim_size> can be used
413 to find out the number of dimensions of each type in
414 a dimension specification, where type may be
415 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
416 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
417 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
419 It is often useful to create objects that live in the
420 same space as some other object.  This can be accomplished
421 by creating the new objects
422 (see L<Creating New Sets and Relations> or
423 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
424 specification of the original object.
426         #include <isl/set.h>
427         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
428                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
429         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
431         #include <isl/union_set.h>
432         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
433                 __isl_keep isl_union_set *uset);
435         #include <isl/map.h>
436         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
437                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
438         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
440         #include <isl/union_map.h>
441         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
442                 __isl_keep isl_union_map *umap);
444         #include <isl/polynomial.h>
445         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
446                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
447         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
448                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
449         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
450                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
451         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
452                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
454 The names of the individual dimensions may be set or read off
455 using the following functions.
457         #include <isl/dim.h>
458         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
459                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
460                                  __isl_keep const char *name);
461         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
462                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
464 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
465 data structure, so the result can only be used while the
466 corresponding C<isl_dim> is alive.
467 Also note that every function that operates on two sets or relations
468 requires that both arguments have the same parameters.  This also
469 means that if one of the arguments has named parameters, then the
470 other needs to have named parameters too and the names need to match.
471 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
472 have different parameters (as long as they are named), in which case
473 the result will have as parameters the union of the parameters of
474 the arguments.
476 The names of entire spaces may be set or read off
477 using the following functions.
479         #include <isl/dim.h>
480         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
481                 __isl_take isl_dim *dim,
482                 enum isl_dim_type type, const char *s);
483         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
484                 enum isl_dim_type type);
486 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
487 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
488 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
489 data structure.
490 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
491 to have the same name.
493 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
494 the domain or range of a relation can be a nested relation.
495 The following functions can be used to construct and deconstruct
496 such nested dimension specifications.
498         #include <isl/dim.h>
499         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
500         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
501         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
503 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
504 be the dimension specification of a set, while that of
505 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
506 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
507 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
508 of a set.
510 Dimension specifications can be created from other dimension
511 specifications using the following functions.
513         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
514         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
515         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
516         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
517         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
518         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
519                 __isl_take isl_dim *right);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
521                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
522         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
523                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
524         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
525                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
527 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
528 the name and the internal structure are lost.
530 =head2 Input and Output
532 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
533 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
534 in some cases.
536 =head3 C<isl> format
538 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
539 syntax for describing the parameters and allows for the definition
540 of an existentially quantified variable as the integer division
541 of an affine expression.
542 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
543 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
545         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
546                                 i - 10 a <= 6) }
548 A set or relation can have several disjuncts, separated
549 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
550 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
551 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
552 C<and>.
554 =head3 C<PolyLib> format
556 If the represented set is a union, then the first line
557 contains a single number representing the number of disjuncts.
558 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
560 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
561 The first line contains two numbers representing
562 the number of rows and columns,
563 where the number of rows is equal to the number of constraints
564 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
565 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
566 In each row, the first column indicates whether the constraint
567 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
568 corresponds to the constant term.
570 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
571 appear in the last columns before the constant column.
572 The coefficients of any existentially quantified variables appear
573 between those of the set variables and those of the parameters.
575 =head3 Extended C<PolyLib> format
577 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
578 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
579 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
580 also contains four additional numbers:
581 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
582 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
583 quantified variables) and the number of parameters.
584 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
585 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
586 dimensions is zero.
588 =head3 Input
590         #include <isl/set.h>
591         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
592                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
593         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
594                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
595         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
596                 FILE *input, int nparam);
597         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
598                 const char *str, int nparam);
600         #include <isl/map.h>
601         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
602                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
603         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
604                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
605         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
606                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
607         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
608                 const char *str, int nparam);
610         #include <isl/union_set.h>
611         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
612                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
614         #include <isl/union_map.h>
615         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
616                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
618 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
619 or the C<isl> format.
620 C<nparam> specifies how many of the final columns in
621 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
622 If input is given in the C<isl> format, then the number
623 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
624 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
625 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
626 are assumed in the C<PolyLib> format.
628 =head3 Output
630 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
631 be created.
633         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
634                 FILE *file);
635         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
636         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
637         __isl_give char *isl_printer_get_str(
638                 __isl_keep isl_printer *printer);
640 The behavior of the printer can be modified in various ways
642         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
643                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
644         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
645                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
646         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
647                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
648         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
649                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
651 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
652 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
653 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
654 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
655 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
656 In the C<PolyLib> format output,
657 the coefficients of the existentially quantified variables
658 appear between those of the set variables and those
659 of the parameters.
661 To actually print something, use
663         #include <isl/set.h>
664         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
665                 __isl_take isl_printer *printer,
666                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
667         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
668                 __isl_take isl_printer *printer,
669                 __isl_keep isl_set *set);
671         #include <isl/map.h>
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
673                 __isl_take isl_printer *printer,
674                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
675         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
676                 __isl_take isl_printer *printer,
677                 __isl_keep isl_map *map);
679         #include <isl/union_set.h>
680         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
681                 __isl_take isl_printer *p,
682                 __isl_keep isl_union_set *uset);
684         #include <isl/union_map.h>
685         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
686                 __isl_take isl_printer *p,
687                 __isl_keep isl_union_map *umap);
689 When called on a file printer, the following function flushes
690 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
692         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
693                 __isl_take isl_printer *p);
695 =head2 Creating New Sets and Relations
697 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
699 =over
701 =item * Empty sets and relations
703         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
704                 __isl_take isl_dim *dim);
705         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
706                 __isl_take isl_dim *dim);
707         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
708                 __isl_take isl_dim *dim);
709         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
710                 __isl_take isl_dim *dim);
711         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
712                 __isl_take isl_dim *dim);
713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
714                 __isl_take isl_dim *dim);
716 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
717 is only used to specify the parameters.
719 =item * Universe sets and relations
721         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
722                 __isl_take isl_dim *dim);
723         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
724                 __isl_take isl_dim *dim);
725         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
726                 __isl_take isl_dim *dim);
727         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
728                 __isl_take isl_dim *dim);
730 =item * Identity relations
732         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
733                 __isl_take isl_dim *set_dim);
734         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
735                 __isl_take isl_dim *set_dim);
737 These functions take a dimension specification for a B<set>
738 and return an identity relation between two such sets.
740 =item * Lexicographic order
742         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
743                 __isl_take isl_dim *set_dim);
744         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
745                 __isl_take isl_dim *set_dim);
746         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
747                 __isl_take isl_dim *set_dim);
748         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
749                 __isl_take isl_dim *set_dim);
750         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
751                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
752         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
753                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
754         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
755                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
756         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
757                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
759 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
760 and return relations that express that the elements in the domain
761 are lexicographically less
762 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
763 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
764 than the elements in the range.
765 The last four functions take a dimension specification for a map
766 and return relations that express that the first C<n> dimensions
767 in the domain are lexicographically less
768 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
769 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
770 than the first C<n> dimensions in the range.
772 =back
774 A basic set or relation can be converted to a set or relation
775 using the following functions.
777         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
778                 __isl_take isl_basic_set *bset);
779         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
780                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
782 Sets and relations can be converted to union sets and relations
783 using the following functions.
785         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
786                 __isl_take isl_map *map);
787         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
788                 __isl_take isl_set *set);
790 Sets and relations can be copied and freed again using the following
791 functions.
793         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
794                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
795         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
796         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
797                 __isl_keep isl_union_set *uset);
798         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
799                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
800         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
801         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
802                 __isl_keep isl_union_map *umap);
803         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
804         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
805         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
806         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
807         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
808         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
810 Other sets and relations can be constructed by starting
811 from a universe set or relation, adding equality and/or
812 inequality constraints and then projecting out the
813 existentially quantified variables, if any.
814 Constraints can be constructed, manipulated and
815 added to basic sets and relations using the following functions.
817         #include <isl/constraint.h>
818         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
819                 __isl_take isl_dim *dim);
820         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
821                 __isl_take isl_dim *dim);
822         void isl_constraint_set_constant(
823                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
824         void isl_constraint_set_coefficient(
825                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
826                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
827         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
828                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
829                 __isl_take isl_constraint *constraint);
830         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
831                 __isl_take isl_basic_set *bset,
832                 __isl_take isl_constraint *constraint);
834 For example, to create a set containing the even integers
835 between 10 and 42, you would use the following code.
837         isl_int v;
838         struct isl_dim *dim;
839         struct isl_constraint *c;
840         struct isl_basic_set *bset;
842         isl_int_init(v);
843         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
844         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
846         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
847         isl_int_set_si(v, -1);
848         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
849         isl_int_set_si(v, 2);
850         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
851         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
853         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
854         isl_int_set_si(v, -10);
855         isl_constraint_set_constant(c, v);
856         isl_int_set_si(v, 1);
857         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
858         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
860         c = isl_inequality_alloc(dim);
861         isl_int_set_si(v, 42);
862         isl_constraint_set_constant(c, v);
863         isl_int_set_si(v, -1);
864         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
865         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
867         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
869         isl_int_clear(v);
871 Or, alternatively,
873         struct isl_basic_set *bset;
874         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
875                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
877 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
878 describing the equalities and the inequalities.
880         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
881                 __isl_take isl_dim *dim,
882                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
883                 enum isl_dim_type c1,
884                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
885                 enum isl_dim_type c4);
886         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
887                 __isl_take isl_dim *dim,
888                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
889                 enum isl_dim_type c1,
890                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
891                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
893 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
894 different kinds of variables appear in the input matrices
895 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
896 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
897 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
898 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
900 =head2 Inspecting Sets and Relations
902 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
903 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
904 explained in the following sections.
905 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
906 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
907 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
908 an explicit representation of the existentially quantified variables.
910         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
911                 __isl_take isl_set *set);
912         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
913                 __isl_take isl_map *map);
914         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
915                 __isl_take isl_union_set *uset);
916         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
917                 __isl_take isl_union_map *umap);
919 This explicit representation defines the existentially quantified
920 variables as integer divisions of the other variables, possibly
921 including earlier existentially quantified variables.
922 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
923 has a unique value when the values of the other variables are known.
924 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
925 with the same explicit representations, should appear in the
926 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
927 either of the following functions.
929         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
930                 __isl_take isl_set *set);
931         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
932                 __isl_take isl_map *map);
934 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
935 using the following functions, which compute an overapproximation.
937         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
938                 __isl_take isl_basic_set *bset);
939         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
940                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
941         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
942                 __isl_take isl_set *set);
944 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
946         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
947                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
948                 void *user);
949         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
950                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
951                 void *user);
953 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
954 from
956         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
957         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
959 To extract the set or map from a union with a given dimension
960 specification, use
962         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
963                 __isl_keep isl_union_set *uset,
964                 __isl_take isl_dim *dim);
965         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
966                 __isl_keep isl_union_map *umap,
967                 __isl_take isl_dim *dim);
969 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
971         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
972                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
973                 void *user);
974         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
975                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
976                 void *user);
978 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
979 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
980 occurs, the above functions will return -1.
982 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
983 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
984 If this is required, then the user should call one of
985 the following functions first.
987         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
988                 __isl_take isl_set *set);
989         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
990                 __isl_take isl_map *map);
992 The number of basic sets in a set can be obtained
993 from
995         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
997 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
999         #include <isl/constraint.h>
1001         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1002                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1003                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1004                 void *user);
1005         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1007 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1008 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1009 occurs, the above functions will return -1.
1010 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1011 Use the following function to find out whether a constraint
1012 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1014         int isl_constraint_is_equality(
1015                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1017 The coefficients of the constraints can be inspected using
1018 the following functions.
1020         void isl_constraint_get_constant(
1021                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1022         void isl_constraint_get_coefficient(
1023                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1024                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1026 The explicit representations of the existentially quantified
1027 variables can be inspected using the following functions.
1028 Note that the user is only allowed to use these functions
1029 if the inspected set or map is the result of a call
1030 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1032         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1033                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1034         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1035                 isl_int *v);
1036         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1037                 isl_int *v);
1038         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1039                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1041 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1042 form, use the following functions.
1044         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1045                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1046                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1047                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1048         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1049                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1050                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1051                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1052         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1053                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1054                 enum isl_dim_type c1,
1055                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1056                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1057         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1058                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1059                 enum isl_dim_type c1,
1060                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1061                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1063 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1064 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1065 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1066 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1068 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1069 read off using the following functions.
1071         const char *isl_set_get_tuple_name(
1072                 __isl_keep isl_set *set);
1073         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1074                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1075                 enum isl_dim_type type);
1076         const char *isl_map_get_tuple_name(
1077                 __isl_keep isl_map *map,
1078                 enum isl_dim_type type);
1080 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1081 an internal data structure.
1082 The names of individual dimensions can be read off using
1083 the following functions.
1085         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1086                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1087                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1088         const char *isl_set_get_dim_name(
1089                 __isl_keep isl_set *set,
1090                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1091         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1092                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1093                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1094         const char *isl_map_get_dim_name(
1095                 __isl_keep isl_map *map,
1096                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1098 These functions are mostly useful to obtain the names
1099 of the parameters.
1101 =head2 Properties
1103 =head3 Unary Properties
1105 =over
1107 =item * Emptiness
1109 The following functions test whether the given set or relation
1110 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1111 any computations, but simply check if the given set or relation
1112 is already known to be empty.
1114         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1115         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1116         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1117         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1118         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1119         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1120         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1121         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1122         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1124 =item * Universality
1126         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1127         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1128         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1130 =item * Single-valuedness
1132         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1134 =item * Bijectivity
1136         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1138 =item * Wrapping
1140 The followning functions check whether the domain of the given
1141 (basic) set is a wrapped relation.
1143         int isl_basic_set_is_wrapping(
1144                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1145         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1147 =back
1149 =head3 Binary Properties
1151 =over
1153 =item * Equality
1155         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1156                 __isl_keep isl_set *set2);
1157         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1158                 __isl_keep isl_set *set2);
1159         int isl_union_set_is_equal(
1160                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1161                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1162         int isl_basic_map_is_equal(
1163                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1164                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1165         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1166                 __isl_keep isl_map *map2);
1167         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1168                 __isl_keep isl_map *map2);
1169         int isl_union_map_is_equal(
1170                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1171                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1173 =item * Disjointness
1175         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1176                 __isl_keep isl_set *set2);
1178 =item * Subset
1180         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1181                 __isl_keep isl_set *set2);
1182         int isl_set_is_strict_subset(
1183                 __isl_keep isl_set *set1,
1184                 __isl_keep isl_set *set2);
1185         int isl_union_set_is_subset(
1186                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1187                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1188         int isl_union_set_is_strict_subset(
1189                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1190                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1191         int isl_basic_map_is_subset(
1192                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1193                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1194         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1195                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1196                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1197         int isl_map_is_subset(
1198                 __isl_keep isl_map *map1,
1199                 __isl_keep isl_map *map2);
1200         int isl_map_is_strict_subset(
1201                 __isl_keep isl_map *map1,
1202                 __isl_keep isl_map *map2);
1203         int isl_union_map_is_subset(
1204                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1205                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1206         int isl_union_map_is_strict_subset(
1207                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1208                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1210 =back
1212 =head2 Unary Operations
1214 =over
1216 =item * Complement
1218         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1219                 __isl_take isl_set *set);
1221 =item * Inverse map
1223         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1224                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1225         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1226                 __isl_take isl_map *map);
1227         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1228                 __isl_take isl_union_map *umap);
1230 =item * Projection
1232         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1233                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1234                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1235         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1236                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1237                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1238         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1239                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1240         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1241                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1242         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1243                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1244         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1245                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1246         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1247                 __isl_take isl_map *bmap);
1248         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1249                 __isl_take isl_map *map);
1250         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1251                 __isl_take isl_union_map *umap);
1252         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1253                 __isl_take isl_union_map *umap);
1255         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1256                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1257         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1258                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1259         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1260         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1261         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1262                 __isl_take isl_union_map *umap);
1263         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1264                 __isl_take isl_union_map *umap);
1266 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1267 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1269 =item * Identity
1271         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1272                 __isl_take isl_set *set);
1273         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1274                 __isl_take isl_union_set *uset);
1276 Construct an identity relation on the given (union) set.
1278 =item * Deltas
1280         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1281                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1282         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1283         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1284                 __isl_take isl_union_map *umap);
1286 These functions return a (basic) set containing the differences
1287 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1289 =item * Coalescing
1291 Simplify the representation of a set or relation by trying
1292 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1293 basic set or relation.
1295         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1296         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1297         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1298                 __isl_take isl_union_set *uset);
1299         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1300                 __isl_take isl_union_map *umap);
1302 =item * Convex hull
1304         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1305                 __isl_take isl_set *set);
1306         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1307                 __isl_take isl_map *map);
1309 If the input set or relation has any existentially quantified
1310 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1312 =item * Simple hull
1314         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1315                 __isl_take isl_set *set);
1316         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1317                 __isl_take isl_map *map);
1318         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1319                 __isl_take isl_union_map *umap);
1321 These functions compute a single basic set or relation
1322 that contains the whole input set or relation.
1323 In particular, the output is described by translates
1324 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1326 =begin latex
1328 (See \autoref{s:simple hull}.)
1330 =end latex
1332 =item * Affine hull
1334         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1335                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1336         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1337                 __isl_take isl_set *set);
1338         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1339                 __isl_take isl_union_set *uset);
1340         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1341                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1342         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1343                 __isl_take isl_map *map);
1344         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1345                 __isl_take isl_union_map *umap);
1347 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1348 per space.
1350 =item * Polyhedral hull
1352         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1353                 __isl_take isl_set *set);
1354         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1355                 __isl_take isl_map *map);
1356         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1357                 __isl_take isl_union_set *uset);
1358         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1359                 __isl_take isl_union_map *umap);
1361 These functions compute a single basic set or relation
1362 not involving any existentially quantified variables
1363 that contains the whole input set or relation.
1364 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1365 per space.
1367 =item * Power
1369         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1370                 unsigned param, int *exact);
1372 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1373 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1374 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1375 then C<*exact> is set to C<1>.
1376 The current implementation only produces exact results for particular
1377 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1379 =item * Transitive closure
1381         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1382                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1383         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1384                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1386 Compute the transitive closure of C<map>.
1387 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1388 then C<*exact> is set to C<1>.
1389 The current implementation only produces exact results for particular
1390 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1392 =item * Reaching path lengths
1394         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1395                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1397 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1398 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1399 end up in the given element.
1400 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1401 then C<*exact> is set to C<1>.
1402 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1403 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1404 In particular, if the input relation is a dependence relation
1405 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1406 to the free schedule.
1407 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1408 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1409 the overapproximation), then you will get an error message.
1411 =item * Wrapping
1413         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1414                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1415         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1416                 __isl_take isl_map *map);
1417         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1418                 __isl_take isl_union_map *umap);
1419         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1420                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1421         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1422                 __isl_take isl_set *set);
1423         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1424                 __isl_take isl_union_set *uset);
1426 =item * Flattening
1428 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1429 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1430 then the name of the space is also removed.
1432         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1433                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1434         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1435                 __isl_take isl_set *set);
1436         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1437                 __isl_take isl_map *map);
1439         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1440                 __isl_take isl_set *set);
1442 The function above constructs a relation
1443 that maps the input set to a flattened version of the set.
1445 =item * Dimension manipulation
1447         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1448                 __isl_take isl_set *set,
1449                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1450         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1451                 __isl_take isl_map *map,
1452                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1454 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1455 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1456 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1457 to add new parameters.
1459 =back
1461 =head2 Binary Operations
1463 The two arguments of a binary operation not only need to live
1464 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1465 the same (number of) parameters.
1467 =head3 Basic Operations
1469 =over
1471 =item * Intersection
1473         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1474                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1475                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1476         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1477                 __isl_take isl_set *set1,
1478                 __isl_take isl_set *set2);
1479         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1480                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1481                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1482         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1483                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1484                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1485         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1486                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1487                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1488         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1489                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1490                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1491         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1492                 __isl_take isl_map *map,
1493                 __isl_take isl_set *set);
1494         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1495                 __isl_take isl_map *map,
1496                 __isl_take isl_set *set);
1497         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1498                 __isl_take isl_map *map1,
1499                 __isl_take isl_map *map2);
1500         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1501                 __isl_take isl_union_map *umap,
1502                 __isl_take isl_union_set *uset);
1503         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1504                 __isl_take isl_union_map *umap,
1505                 __isl_take isl_union_set *uset);
1506         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1507                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1508                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1510 =item * Union
1512         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1513                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1514                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1515         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1516                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1517                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1518         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1519                 __isl_take isl_set *set1,
1520                 __isl_take isl_set *set2);
1521         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1522                 __isl_take isl_map *map1,
1523                 __isl_take isl_map *map2);
1524         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1525                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1526                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1527         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1528                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1529                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1531 =item * Set difference
1533         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1534                 __isl_take isl_set *set1,
1535                 __isl_take isl_set *set2);
1536         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1537                 __isl_take isl_map *map1,
1538                 __isl_take isl_map *map2);
1539         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1540                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1541                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1542         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1543                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1544                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1546 =item * Application
1548         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1549                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1550                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1551         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1552                 __isl_take isl_set *set,
1553                 __isl_take isl_map *map);
1554         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1555                 __isl_take isl_union_set *uset,
1556                 __isl_take isl_union_map *umap);
1557         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1558                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1559                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1560         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1561                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1562                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1563         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1564                 __isl_take isl_map *map1,
1565                 __isl_take isl_map *map2);
1566         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1567                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1568                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1569         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1570                 __isl_take isl_map *map1,
1571                 __isl_take isl_map *map2);
1572         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1573                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1574                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1576 =item * Simplification
1578         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1579                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1580                 __isl_take isl_basic_set *context);
1581         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1582                 __isl_take isl_set *context);
1583         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1584                 __isl_take isl_union_set *uset,
1585                 __isl_take isl_union_set *context);
1586         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1587                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1588                 __isl_take isl_basic_map *context);
1589         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1590                 __isl_take isl_map *context);
1591         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1592                 __isl_take isl_union_map *umap,
1593                 __isl_take isl_union_map *context);
1595 The gist operation returns a set or relation that has the
1596 same intersection with the context as the input set or relation.
1597 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1598 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1599 are removed.
1600 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1601 per space.
1603 =back
1605 =head3 Lexicographic Optimization
1607 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1608 the following functions
1609 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1610 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1611 that satisfy C<dom>.
1612 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1613 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1614 has no elements.
1615 In other words, the union of the parameter values
1616 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1617 is equal to C<dom>.
1619         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1620                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1621                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1622                 __isl_give isl_set **empty);
1623         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1624                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1625                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1626                 __isl_give isl_set **empty);
1627         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1628                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1629                 __isl_give isl_set **empty);
1630         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1631                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1632                 __isl_give isl_set **empty);
1634 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1635 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1636 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1637 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1639         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1640                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1641         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1642                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1643         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1644                 __isl_take isl_set *set);
1645         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1646                 __isl_take isl_set *set);
1647         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1648                 __isl_take isl_union_set *uset);
1649         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1650                 __isl_take isl_union_set *uset);
1652 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1653 the following functions
1654 compute a relation that maps each element of C<dom>
1655 to the single lexicographic minimum or maximum
1656 of the elements that are associated to that same
1657 element in C<map> (or C<bmap>).
1658 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1659 that contains the elements in C<dom> that do not map
1660 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1661 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1662 is equal to C<dom>.
1664         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1665                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1666                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1667                 __isl_give isl_set **empty);
1668         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1669                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1670                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1671                 __isl_give isl_set **empty);
1672         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1673                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1674                 __isl_give isl_set **empty);
1675         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1676                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1677                 __isl_give isl_set **empty);
1679 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1680 return a map mapping each element in the domain of
1681 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1682 of all elements associated to that element.
1683 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1685         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1686                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1687         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1688                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1689         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1690                 __isl_take isl_map *map);
1691         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1692                 __isl_take isl_map *map);
1693         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1694                 __isl_take isl_union_map *umap);
1695         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1696                 __isl_take isl_union_map *umap);
1698 =head2 Matrices
1700 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1702         #include <isl/mat.h>
1703         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1704                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1705         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1706         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1708 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1709 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1711         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1712         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1713         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1714                 int row, int col, isl_int *v);
1715         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1716                 int row, int col, isl_int v);
1718 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1719 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1721 The following function can be used to compute the (right) inverse
1722 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1723 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1724 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1726         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1728 The following function can be used to compute the (right) kernel
1729 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1730 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1732         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1734 =head2 Points
1736 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1737 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1738 individual elements of a set.
1739 The zero point (the origin) can be created using
1741         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1743 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1744 using
1746         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1747                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1748         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1749                 __isl_take isl_point *pnt,
1750                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1752         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1753                 __isl_take isl_point *pnt,
1754                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1755         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1756                 __isl_take isl_point *pnt,
1757                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1759 Points can be copied or freed using
1761         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1762                 __isl_keep isl_point *pnt);
1763         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1765 A singleton set can be created from a point using
1767         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1768                 __isl_take isl_point *pnt);
1769         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1770                 __isl_take isl_point *pnt);
1772 and a box can be created from two opposite extremal points using
1774         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1775                 __isl_take isl_point *pnt1,
1776                 __isl_take isl_point *pnt2);
1777         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1778                 __isl_take isl_point *pnt1,
1779                 __isl_take isl_point *pnt2);
1781 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1782 the following functions.
1784         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1785                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1786                 void *user);
1787         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1788                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1789                 void *user);
1791 The function C<fn> is called for each integer point in
1792 C<set> with as second argument the last argument of
1793 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1794 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1795 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1796 enumerating and return C<-1> as well.
1797 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1798 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1800 To obtain a single point of a (basic) set, use
1802         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1803                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1804         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1805                 __isl_take isl_set *set);
1807 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1808 resulting point will be ``void'', a property that can be
1809 tested using
1811         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1813 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1815 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1816 a parametric point to a rational value.
1817 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1818 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1819 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1820 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1821 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1822 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1823 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1824 the value is assumed to be zero.
1825 For example, the piecewise quasipolynomial
1827         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1829 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1830 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1831 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1832 defined over different domains.
1833 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1834 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1835 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1836 the number of points in the map
1838         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1840 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1842 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1843 using the following functions.
1845         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1846                 __isl_take isl_printer *p,
1847                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1849         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1850                 __isl_take isl_printer *p,
1851                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1853         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1854                 __isl_take isl_printer *p,
1855                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1857 The output format of the printer
1858 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1859 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1860 is supported.
1861 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
1862 to set the names of all dimensions
1864         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
1865                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1866                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1867                 const char *s);
1868         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1869         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
1870                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1871                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1872                 const char *s);
1874 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1876 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1877 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1878 operations such as addition and multiplication
1879 on the resulting quasipolynomials
1881         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1882                 __isl_take isl_dim *dim);
1883         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
1884                 __isl_take isl_dim *dim);
1885         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1886                 __isl_take isl_dim *dim);
1887         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1888                 __isl_take isl_dim *dim);
1889         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1890                 __isl_take isl_dim *dim);
1891         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1892                 __isl_take isl_dim *dim,
1893                 const isl_int n, const isl_int d);
1894         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1895                 __isl_take isl_div *div);
1896         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1897                 __isl_take isl_dim *dim,
1898                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1900 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1901 with a single cell can be created using the following functions.
1902 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1903 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1905         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1906                 __isl_take isl_dim *dim);
1907         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1908                 __isl_take isl_set *set,
1909                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1911         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1912                 __isl_take isl_dim *dim);
1913         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1914                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1915         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1916                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1917                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1919 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1920 functions.
1922         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1923                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1924         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1926         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1927                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1928         void isl_pw_qpolynomial_free(
1929                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1931         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1932                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1933         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1934                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1936 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1938 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1939 piecewise quasipolynomial, use the following function
1941         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1942                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1943                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1944                 void *user);
1946 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
1947 specification, use
1949         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
1950         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
1951                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1952                 __isl_take isl_dim *dim);
1954 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1955 use either of the following two functions
1957         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1958                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1959                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1960                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1961                           void *user), void *user);
1962         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1963                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1964                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1965                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1966                           void *user), void *user);
1968 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1969 and C<-1> on failure.  The difference between
1970 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1971 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1972 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1973 compute unique representations for all existentially quantified
1974 variables and then turn these existentially quantified variables
1975 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1976 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1977 will not have any existentially quantified variables, but that
1978 the dimensions of the sets may be different for different
1979 invocations of C<fn>.
1981 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1984         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1985                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1986                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1987                           void *user), void *user);
1989 The terms themselves can be inspected and freed using
1990 these functions
1992         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1993                 enum isl_dim_type type);
1994         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1995                 isl_int *n);
1996         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1997                 isl_int *d);
1998         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1999                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2000         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2001                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2002         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2004 Each term is a product of parameters, set variables and
2005 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2006 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2007 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2008 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2009 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2011 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2013 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2014 use the following function.
2016         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2017                 isl_int *n, isl_int *d);
2019 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2020 then the numerator and denominator of the constant
2021 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2023 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2025         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2026                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2027         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2028                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2029                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2030         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2031                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2032                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2033         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2034                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2035                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2036         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2037                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2039         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2040                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2041                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2042         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2043                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2044                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2045         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2046                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2047                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2048         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2049                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2050         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2051                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2052                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2054         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2055                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2056                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2057         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2058                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2059                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2060         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2061                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2062                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2064         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2065                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2066                 __isl_take isl_point *pnt);
2068         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2069                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2070                 __isl_take isl_point *pnt);
2072         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2073                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2074         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2075                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2076                 __isl_take isl_set *set);
2078         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2079                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2080         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2081                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2082                 __isl_take isl_union_set *uset);
2084         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2085                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2087         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2088                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2089                 __isl_take isl_set *context);
2091         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2092                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2093                 __isl_take isl_union_set *context);
2095 The gist operation applies the gist operation to each of
2096 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2097 The context is also exploited
2098 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2100         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2101                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2102         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2103         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2104                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2106 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2107 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2108 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2109 will lie somewhere in between.
2111 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2113 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2114 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2115 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2116 The objects are mainly used to represent the result of
2117 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2118 i.e., as the result of the following function.
2120         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2121                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2122                 enum isl_fold type, int *tight);
2124         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2125                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2126                 enum isl_fold type, int *tight);
2128 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2129 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2130 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2131 of the parameters there is at least
2132 one element in the domain that reaches the bound.
2133 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2134 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2135 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2136 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2137 wrapped relation becomes the domain of the result.
2139 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2140 following functions.
2142         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2143                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2144         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2145                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2146         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2147                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2148         void isl_qpolynomial_fold_free(
2149                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2150         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2151                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2152         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2153                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2155 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2157 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2158 using the following function.
2160         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2161                 __isl_take isl_printer *p,
2162                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2163         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2164                 __isl_take isl_printer *p,
2165                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2167 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2168 output format of the printer
2169 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2170 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2171 output format of the printer
2172 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2173 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2174 to set the names of all dimensions
2176         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2177         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2178                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2179                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2180                 const char *s);
2182 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2184 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2185 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2187         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2188                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2189                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2190                             void *user), void *user);
2192 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2193 use either of the following two functions
2195         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2196                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2197                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2198                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2199                           void *user), void *user);
2200         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2201                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2202                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2203                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2204                           void *user), void *user);
2206 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2207 of the difference between these two functions.
2209 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2211         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2212                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2213                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2214                           void *user), void *user);
2216 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2218         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2219                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2220                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2222         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2223                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2224                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2226         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2227                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2228                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2230         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2231                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2232                 __isl_take isl_point *pnt);
2234         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2235                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2236                 __isl_take isl_point *pnt);
2238         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2239                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2240         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2241                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2242                 __isl_take isl_union_set *uset);
2244         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2245                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2247         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2248                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2250         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2251                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2252                 __isl_take isl_set *context);
2254         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2255                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2256                 __isl_take isl_union_set *context);
2258 The gist operation applies the gist operation to each of
2259 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2260 In future, the operation will also exploit the context
2261 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2263         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2264         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2265                 __isl_take isl_map *map,
2266                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2267                 int *tight);
2268         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2269         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2270                 __isl_take isl_union_map *umap,
2271                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2272                 int *tight);
2274 These functions
2275 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2276 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2277 over all elements in the intersection of the range of the map
2278 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2279 as a function of an element in the domain of the map.
2281 =head2 Dependence Analysis
2283 C<isl> contains specialized functionality for performing
2284 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2285 and a collection of possible I<source> access relations,
2286 C<isl> can compute relations that describe
2287 for each iteration of the sink access, which iteration
2288 of which of the source access relations was the last
2289 to access the same data element before the given iteration
2290 of the sink access.
2291 To compute standard flow dependences, the sink should be
2292 a read, while the sources should be writes.
2293 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2294 accesses, then there will be a dependence to the last
2295 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2296 this last I<must> access.
2297 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2298 then memory based dependence analysis is performed.
2299 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2300 then value based dependence analysis is performed.
2302         #include <isl/flow.h>
2304         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2306         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2307                 __isl_take isl_map *sink,
2308                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2309                 int max_source);
2310         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2311                 __isl_take isl_access_info *acc,
2312                 __isl_take isl_map *source, int must,
2313                 void *source_user);
2314         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2316         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2317                 __isl_take isl_access_info *acc);
2319         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2320                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2321                           void *dep_user, void *user),
2322                 void *user);
2323         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
2324                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2325         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2327 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2328 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2329 the input for this function or to read off the output.
2331 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2332 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2333 The arguments to this functions are the sink access relation
2334 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2335 access to the user, a callback function for specifying the
2336 relative order of source and sink accesses, and the number
2337 of source access relations that will be added.
2338 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2339 The function is called with two user supplied tokens identifying
2340 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2341 level and the relative order of the two accesses.
2342 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2343 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2344 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2345 it should return I<2 * n>.
2346 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2347 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2348 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2349 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2350 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2351 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2352 The C<source_user> token is again used to identify
2353 the source access.  The range of the source access relation
2354 C<source> should have the same dimension as the range
2355 of the sink access relation.
2356 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2357 called explicitly, because it is called implicitly by
2358 C<isl_access_info_compute_flow>.
2360 The result of the dependence analysis is collected in an
2361 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
2362 the sink access for which no preceding source access could be
2363 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2364 The sets of these elements can be obtained through
2365 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2366 and the second with C<must> unset.
2367 In the case of standard flow dependence analysis,
2368 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2369 the first set corresponds to the reads from uninitialized
2370 array elements and the second set is empty.
2371 The actual flow dependences can be extracted using
2372 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2373 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2374 a source and the sink.  The callback function is called
2375 with four arguments, the actual flow dependence relation
2376 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2377 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2378 identifying the source and an additional C<void *> with value
2379 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2380 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2381 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2383 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2384 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2386 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2387 by the following function.
2389         #include <isl/flow.h>
2391         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2392                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2393                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2394                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2395                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2396                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2397                 __isl_give isl_union_set **must_no_source,
2398                 __isl_give isl_union_set **may_no_source);
2400 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2401 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2402 of the domains of the accesses and of the schedule.
2403 The relative order of the iteration domains is given by the
2404 schedule.  Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2405 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2406 any of the other arguments is treated as an error.
2408 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2410 The parametric vertex enumeration described in this section
2411 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2412 library.
2414         #include <isl/vertices.h>
2415         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2416                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2418 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2419 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2420 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2421 This information can be queried by either iterating over all
2422 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2423 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2425         int isl_vertices_foreach_vertex(
2426                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2427                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2428                 void *user);
2430         int isl_vertices_foreach_cell(
2431                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2432                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2433                 void *user);
2434         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2435                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2436                 void *user);
2438 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2439 the following.
2441         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2442                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2443         int isl_vertices_get_n_vertices(
2444                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2445         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2447 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2449         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2450         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2451         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2452                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2453         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2454                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2455         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2457 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2458 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2459 of the vertex.
2460 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2461 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2462 and should not be mixed with integer sets.
2464 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2466         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2467         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2468                 __isl_keep isl_cell *cell);
2469         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2471 =head1 Applications
2473 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2474 it also contains some basic applications that use some
2475 of the functionality of C<isl>.
2476 The input may be specified in either the L<isl format>
2477 or the L<PolyLib format>.
2479 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2481 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2482 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2483 The first column in the output is the denominator and is always
2484 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2485 then a vector of length zero is printed.
2487 =head2 C<isl_pip>
2489 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2490 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2491 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2492 of constraints on a parametric polyhedron.
2493 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2494 (but before the final constant column).
2495 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2496 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2497 is just a dump of the internal state.
2499 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2501 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2502 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2503 If an affine objective function
2504 is given, then the constant should appear in the last column.
2506 =head2 C<isl_polytope_scan>
2508 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2509 all integer points in the polytope.
2511 =head1 C<isl-polylib>
2513 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2514 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2515 The library is distributed separately for licensing reasons.
2517         #include <isl_set_polylib.h>
2518         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2519                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2520         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2521                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2522         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2523                 __isl_take isl_dim *dim);
2524         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2526         #include <isl_map_polylib.h>
2527         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2528                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2529         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2530                 __isl_take isl_dim *dim);
2531         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2532                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2533         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);