add isl_union_map_plain_is_injective
[isl.git] / doc / user.pod
blobc2ddb146f5bce1c6ca961aa094fe7a473b6fb7e0
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 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head1 Installation
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
90 =head2 Installation from the git repository
92 =over
94 =item 1 Clone or update the repository
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
103         git pull
105 =item 2 Generate C<configure>
107         ./autogen.sh
109 =back
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
114 =head2 Common installation instructions
116 =over
118 =item 1 Obtain C<GMP>
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
126 =item 2 Configure
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
131         ./configure
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
136         ./configure --help
138 Below we discuss some of the more common options.
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
150 =over
152 =item C<--prefix>
154 Installation prefix for C<isl>
156 =item C<--with-gmp-prefix>
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
164 =item C<--with-piplib>
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
168 =item C<--with-piplib-prefix>
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
176 =item C<--with-piplib-builddir>
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
180 =back
182 =item 3 Compile
184         make
186 =item 4 Install (optional)
188         make install
190 =back
192 =head1 Library
194 =head2 Initialization
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
214 =head2 Integers
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
235 =over
237 =item isl_int_init(i)
239 =item isl_int_clear(i)
241 =item isl_int_set(r,i)
243 =item isl_int_set_si(r,i)
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
249 =item isl_int_abs(r,i)
251 =item isl_int_neg(r,i)
253 =item isl_int_swap(i,j)
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
261 =item isl_int_add(r,i,j)
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
287 =item isl_int_read(r,s)
289 =item isl_int_print(out,i,width)
291 =item isl_int_sgn(i)
293 =item isl_int_cmp(i,j)
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
297 =item isl_int_eq(i,j)
299 =item isl_int_ne(i,j)
301 =item isl_int_lt(i,j)
303 =item isl_int_le(i,j)
305 =item isl_int_gt(i,j)
307 =item isl_int_ge(i,j)
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
319 =item isl_int_is_zero(i)
321 =item isl_int_is_one(i)
323 =item isl_int_is_negone(i)
325 =item isl_int_is_pos(i)
327 =item isl_int_is_neg(i)
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
335 =back
337 =head2 Sets and Relations
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
355 =head2 Memory Management
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
372 =over
374 =item C<__isl_give>
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
385 =item C<__isl_take>
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
398 =item C<__isl_keep>
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
406 =back
408 =head2 Dimension Specifications
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
459         #include <isl/constraint.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
461                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
463         #include <isl/polynomial.h>
464         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
466         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
467                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
468         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
469                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
470         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
471                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
473 The names of the individual dimensions may be set or read off
474 using the following functions.
476         #include <isl/dim.h>
477         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
478                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
479                                  __isl_keep const char *name);
480         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
481                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
483 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
484 data structure, so the result can only be used while the
485 corresponding C<isl_dim> is alive.
486 Also note that every function that operates on two sets or relations
487 requires that both arguments have the same parameters.  This also
488 means that if one of the arguments has named parameters, then the
489 other needs to have named parameters too and the names need to match.
490 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
491 have different parameters (as long as they are named), in which case
492 the result will have as parameters the union of the parameters of
493 the arguments.
495 The names of entire spaces may be set or read off
496 using the following functions.
498         #include <isl/dim.h>
499         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
500                 __isl_take isl_dim *dim,
501                 enum isl_dim_type type, const char *s);
502         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
503                 enum isl_dim_type type);
505 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
506 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
507 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
508 data structure.
509 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
510 to have the same name.
512 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
513 the domain or range of a relation can be a nested relation.
514 The following functions can be used to construct and deconstruct
515 such nested dimension specifications.
517         #include <isl/dim.h>
518         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
519         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
522 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
523 be the dimension specification of a set, while that of
524 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
525 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
526 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
527 of a set.
529 Dimension specifications can be created from other dimension
530 specifications using the following functions.
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
534         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
536         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
538                 __isl_take isl_dim *right);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
542                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
546                 __isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
549 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
550 the name and the internal structure are lost.
552 =head2 Input and Output
554 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
555 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
556 in some cases.
558 =head3 C<isl> format
560 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
561 syntax for describing the parameters and allows for the definition
562 of an existentially quantified variable as the integer division
563 of an affine expression.
564 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
565 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
567         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
568                                 i - 10 a <= 6) }
570 A set or relation can have several disjuncts, separated
571 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
572 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
573 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
574 C<and>.
576 =head3 C<PolyLib> format
578 If the represented set is a union, then the first line
579 contains a single number representing the number of disjuncts.
580 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
582 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
583 The first line contains two numbers representing
584 the number of rows and columns,
585 where the number of rows is equal to the number of constraints
586 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
587 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
588 In each row, the first column indicates whether the constraint
589 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
590 corresponds to the constant term.
592 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
593 appear in the last columns before the constant column.
594 The coefficients of any existentially quantified variables appear
595 between those of the set variables and those of the parameters.
597 =head3 Extended C<PolyLib> format
599 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
600 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
601 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
602 also contains four additional numbers:
603 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
604 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
605 quantified variables) and the number of parameters.
606 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
607 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
608 dimensions is zero.
610 =head3 Input
612         #include <isl/set.h>
613         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
614                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
616                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
617         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
618                 FILE *input, int nparam);
619         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
620                 const char *str, int nparam);
622         #include <isl/map.h>
623         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
624                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
626                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
627         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
628                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
629         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
630                 const char *str, int nparam);
632         #include <isl/union_set.h>
633         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
634                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
635         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
636                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
638         #include <isl/union_map.h>
639         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
640                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
642                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
644 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
645 or the C<isl> format.
646 C<nparam> specifies how many of the final columns in
647 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
648 If input is given in the C<isl> format, then the number
649 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
650 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
651 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
652 are assumed in the C<PolyLib> format.
654 =head3 Output
656 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
657 be created.
659         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
660                 FILE *file);
661         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
662         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
663         __isl_give char *isl_printer_get_str(
664                 __isl_keep isl_printer *printer);
666 The behavior of the printer can be modified in various ways
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
669                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
671                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
673                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
674         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
675                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
677 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
678 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
679 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
680 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
681 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
682 In the C<PolyLib> format output,
683 the coefficients of the existentially quantified variables
684 appear between those of the set variables and those
685 of the parameters.
687 To actually print something, use
689         #include <isl/set.h>
690         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
691                 __isl_take isl_printer *printer,
692                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
693         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
694                 __isl_take isl_printer *printer,
695                 __isl_keep isl_set *set);
697         #include <isl/map.h>
698         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
699                 __isl_take isl_printer *printer,
700                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
701         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
702                 __isl_take isl_printer *printer,
703                 __isl_keep isl_map *map);
705         #include <isl/union_set.h>
706         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
707                 __isl_take isl_printer *p,
708                 __isl_keep isl_union_set *uset);
710         #include <isl/union_map.h>
711         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
712                 __isl_take isl_printer *p,
713                 __isl_keep isl_union_map *umap);
715 When called on a file printer, the following function flushes
716 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
718         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
719                 __isl_take isl_printer *p);
721 =head2 Creating New Sets and Relations
723 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
725 =over
727 =item * Empty sets and relations
729         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
737         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
738                 __isl_take isl_dim *dim);
739         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
740                 __isl_take isl_dim *dim);
742 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
743 is only used to specify the parameters.
745 =item * Universe sets and relations
747         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
751         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
752                 __isl_take isl_dim *dim);
753         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
754                 __isl_take isl_dim *dim);
755         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
756                 __isl_take isl_union_set *uset);
757         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
758                 __isl_take isl_union_map *umap);
760 The sets and relations constructed by the functions above
761 contain all integer values, while those constructed by the
762 functions below only contain non-negative values.
764         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
765                 __isl_take isl_dim *dim);
766         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
767                 __isl_take isl_dim *dim);
768         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
769                 __isl_take isl_dim *dim);
770         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
771                 __isl_take isl_dim *dim);
773 =item * Identity relations
775         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
776                 __isl_take isl_dim *dim);
777         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
778                 __isl_take isl_dim *dim);
780 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
781 to be the same.
783 =item * Lexicographic order
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
786                 __isl_take isl_dim *set_dim);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
788                 __isl_take isl_dim *set_dim);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
790                 __isl_take isl_dim *set_dim);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
792                 __isl_take isl_dim *set_dim);
793         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
794                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
795         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
796                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
797         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
798                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
799         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
800                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
802 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
803 and return relations that express that the elements in the domain
804 are lexicographically less
805 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
806 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
807 than the elements in the range.
808 The last four functions take a dimension specification for a map
809 and return relations that express that the first C<n> dimensions
810 in the domain are lexicographically less
811 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
812 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
813 than the first C<n> dimensions in the range.
815 =back
817 A basic set or relation can be converted to a set or relation
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
821                 __isl_take isl_basic_set *bset);
822         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
823                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
825 Sets and relations can be converted to union sets and relations
826 using the following functions.
828         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
829                 __isl_take isl_map *map);
830         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
831                 __isl_take isl_set *set);
833 Sets and relations can be copied and freed again using the following
834 functions.
836         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
837                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
838         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
839         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
840                 __isl_keep isl_union_set *uset);
841         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
842                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
843         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
844         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
845                 __isl_keep isl_union_map *umap);
846         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
847         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
848         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
849         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
850         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
851         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
853 Other sets and relations can be constructed by starting
854 from a universe set or relation, adding equality and/or
855 inequality constraints and then projecting out the
856 existentially quantified variables, if any.
857 Constraints can be constructed, manipulated and
858 added to basic sets and relations using the following functions.
860         #include <isl/constraint.h>
861         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
862                 __isl_take isl_dim *dim);
863         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
864                 __isl_take isl_dim *dim);
865         void isl_constraint_set_constant(
866                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
867         void isl_constraint_set_coefficient(
868                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
869                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
870         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
871                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
872                 __isl_take isl_constraint *constraint);
873         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
874                 __isl_take isl_basic_set *bset,
875                 __isl_take isl_constraint *constraint);
877 For example, to create a set containing the even integers
878 between 10 and 42, you would use the following code.
880         isl_int v;
881         struct isl_dim *dim;
882         struct isl_constraint *c;
883         struct isl_basic_set *bset;
885         isl_int_init(v);
886         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
887         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
889         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
890         isl_int_set_si(v, -1);
891         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
892         isl_int_set_si(v, 2);
893         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
894         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
896         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
897         isl_int_set_si(v, -10);
898         isl_constraint_set_constant(c, v);
899         isl_int_set_si(v, 1);
900         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
901         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
903         c = isl_inequality_alloc(dim);
904         isl_int_set_si(v, 42);
905         isl_constraint_set_constant(c, v);
906         isl_int_set_si(v, -1);
907         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
908         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
910         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
912         isl_int_clear(v);
914 Or, alternatively,
916         struct isl_basic_set *bset;
917         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
918                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
920 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
921 describing the equalities and the inequalities.
923         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
924                 __isl_take isl_dim *dim,
925                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
926                 enum isl_dim_type c1,
927                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
928                 enum isl_dim_type c4);
929         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
930                 __isl_take isl_dim *dim,
931                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
932                 enum isl_dim_type c1,
933                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
934                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
936 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
937 different kinds of variables appear in the input matrices
938 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
939 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
940 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
941 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
943 =head2 Inspecting Sets and Relations
945 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
946 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
947 explained in the following sections.
948 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
949 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
950 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
951 an explicit representation of the existentially quantified variables.
953         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
954                 __isl_take isl_set *set);
955         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
956                 __isl_take isl_map *map);
957         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
958                 __isl_take isl_union_set *uset);
959         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
960                 __isl_take isl_union_map *umap);
962 This explicit representation defines the existentially quantified
963 variables as integer divisions of the other variables, possibly
964 including earlier existentially quantified variables.
965 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
966 has a unique value when the values of the other variables are known.
967 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
968 with the same explicit representations, should appear in the
969 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
970 either of the following functions.
972         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
973                 __isl_take isl_set *set);
974         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
975                 __isl_take isl_map *map);
977 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
978 using the following functions, which compute an overapproximation.
980         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
981                 __isl_take isl_basic_set *bset);
982         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
983                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
984         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
985                 __isl_take isl_set *set);
986         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
987                 __isl_take isl_map *map);
989 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
991         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
992                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
993                 void *user);
994         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
995                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
996                 void *user);
998 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
999 from
1001         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1002         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1004 To extract the set or map from a union with a given dimension
1005 specification, use
1007         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1008                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1009                 __isl_take isl_dim *dim);
1010         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1011                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1012                 __isl_take isl_dim *dim);
1014 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1016         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1017                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1018                 void *user);
1019         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1020                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1021                 void *user);
1023 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1024 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1025 occurs, the above functions will return -1.
1027 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1028 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1029 If this is required, then the user should call one of
1030 the following functions first.
1032         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1033                 __isl_take isl_set *set);
1034         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1035                 __isl_take isl_map *map);
1037 The number of basic sets in a set can be obtained
1038 from
1040         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1042 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1044         #include <isl/constraint.h>
1046         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1047                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1048                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1049                 void *user);
1050         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1052 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1053 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1054 occurs, the above functions will return -1.
1055 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1056 Use the following function to find out whether a constraint
1057 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1059         int isl_constraint_is_equality(
1060                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1062 The coefficients of the constraints can be inspected using
1063 the following functions.
1065         void isl_constraint_get_constant(
1066                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1067         void isl_constraint_get_coefficient(
1068                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1069                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1071 The explicit representations of the existentially quantified
1072 variables can be inspected using the following functions.
1073 Note that the user is only allowed to use these functions
1074 if the inspected set or map is the result of a call
1075 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1077         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1078                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1079         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1080                 isl_int *v);
1081         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1082                 isl_int *v);
1083         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1084                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1086 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1087 form, use the following functions.
1089         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1090                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1091                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1092                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1093         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1094                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1095                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1096                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1097         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1098                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1099                 enum isl_dim_type c1,
1100                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1101                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1102         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1103                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1104                 enum isl_dim_type c1,
1105                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1106                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1108 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1109 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1110 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1111 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1113 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1114 read off using the following functions.
1116         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1117                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1118         const char *isl_set_get_tuple_name(
1119                 __isl_keep isl_set *set);
1120         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1121                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1122                 enum isl_dim_type type);
1123         const char *isl_map_get_tuple_name(
1124                 __isl_keep isl_map *map,
1125                 enum isl_dim_type type);
1127 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1128 an internal data structure.
1129 The names of individual dimensions can be read off using
1130 the following functions.
1132         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1133                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1134                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1135         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1136                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1137                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1138         const char *isl_set_get_dim_name(
1139                 __isl_keep isl_set *set,
1140                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1141         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1142                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1143                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1144         const char *isl_map_get_dim_name(
1145                 __isl_keep isl_map *map,
1146                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1148 These functions are mostly useful to obtain the names
1149 of the parameters.
1151 =head2 Properties
1153 =head3 Unary Properties
1155 =over
1157 =item * Emptiness
1159 The following functions test whether the given set or relation
1160 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1161 any computations, but simply check if the given set or relation
1162 is already known to be empty.
1164         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1165         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1166         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1167         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1168         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1169         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1170         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1171         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1172         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1173         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1175 =item * Universality
1177         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1178         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1179         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1181 =item * Single-valuedness
1183         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1184         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1186 =item * Injectivity
1188         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1189         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1190         int isl_union_map_plain_is_injective(
1191                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1192         int isl_union_map_is_injective(
1193                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1195 =item * Bijectivity
1197         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1198         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1200 =item * Wrapping
1202 The following functions check whether the domain of the given
1203 (basic) set is a wrapped relation.
1205         int isl_basic_set_is_wrapping(
1206                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1207         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1209 =item * Internal Product
1211         int isl_basic_map_can_zip(
1212                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1213         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1215 Check whether the product of domain and range of the given relation
1216 can be computed,
1217 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1219 =back
1221 =head3 Binary Properties
1223 =over
1225 =item * Equality
1227         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1228                 __isl_keep isl_set *set2);
1229         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1230                 __isl_keep isl_set *set2);
1231         int isl_union_set_is_equal(
1232                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1233                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1234         int isl_basic_map_is_equal(
1235                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1236                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1237         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1238                 __isl_keep isl_map *map2);
1239         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1240                 __isl_keep isl_map *map2);
1241         int isl_union_map_is_equal(
1242                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1243                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1245 =item * Disjointness
1247         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1248                 __isl_keep isl_set *set2);
1250 =item * Subset
1252         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1253                 __isl_keep isl_set *set2);
1254         int isl_set_is_strict_subset(
1255                 __isl_keep isl_set *set1,
1256                 __isl_keep isl_set *set2);
1257         int isl_union_set_is_subset(
1258                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1259                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1260         int isl_union_set_is_strict_subset(
1261                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1262                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1263         int isl_basic_map_is_subset(
1264                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1265                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1266         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1267                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1268                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1269         int isl_map_is_subset(
1270                 __isl_keep isl_map *map1,
1271                 __isl_keep isl_map *map2);
1272         int isl_map_is_strict_subset(
1273                 __isl_keep isl_map *map1,
1274                 __isl_keep isl_map *map2);
1275         int isl_union_map_is_subset(
1276                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1277                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1278         int isl_union_map_is_strict_subset(
1279                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1280                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1282 =back
1284 =head2 Unary Operations
1286 =over
1288 =item * Complement
1290         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1291                 __isl_take isl_set *set);
1293 =item * Inverse map
1295         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1296                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1297         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1298                 __isl_take isl_map *map);
1299         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1300                 __isl_take isl_union_map *umap);
1302 =item * Projection
1304         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1305                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1306                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1307         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1308                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1309                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1310         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1311                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1312         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1313                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1314         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1315                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1316         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1317                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1318         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1319                 __isl_take isl_map *bmap);
1320         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1321                 __isl_take isl_map *map);
1322         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1323                 __isl_take isl_union_map *umap);
1324         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1325                 __isl_take isl_union_map *umap);
1327         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1328                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1329         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1330                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1331         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1332         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1333         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1334                 __isl_take isl_union_map *umap);
1335         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1336                 __isl_take isl_union_map *umap);
1338 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1339 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1341 =item * Identity
1343         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1344                 __isl_take isl_set *set);
1345         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1346                 __isl_take isl_union_set *uset);
1348 Construct an identity relation on the given (union) set.
1350 =item * Deltas
1352         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1353                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1354         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1355         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1356                 __isl_take isl_union_map *umap);
1358 These functions return a (basic) set containing the differences
1359 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1361         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1362                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1363         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1364                 __isl_take isl_map *map);
1365         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1366                 __isl_take isl_union_map *umap);
1368 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1369 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1371 =item * Coalescing
1373 Simplify the representation of a set or relation by trying
1374 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1375 basic set or relation.
1377         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1378         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1379         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1380                 __isl_take isl_union_set *uset);
1381         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1382                 __isl_take isl_union_map *umap);
1384 =item * Detecting equalities
1386         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1387                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1388         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1389                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1390         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1391                 __isl_take isl_set *set);
1392         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1393                 __isl_take isl_map *map);
1394         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1395                 __isl_take isl_union_set *uset);
1396         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1397                 __isl_take isl_union_map *umap);
1399 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1400 equalities.
1402 =item * Convex hull
1404         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1405                 __isl_take isl_set *set);
1406         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1407                 __isl_take isl_map *map);
1409 If the input set or relation has any existentially quantified
1410 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1412 =item * Simple hull
1414         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1415                 __isl_take isl_set *set);
1416         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1417                 __isl_take isl_map *map);
1418         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1419                 __isl_take isl_union_map *umap);
1421 These functions compute a single basic set or relation
1422 that contains the whole input set or relation.
1423 In particular, the output is described by translates
1424 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1426 =begin latex
1428 (See \autoref{s:simple hull}.)
1430 =end latex
1432 =item * Affine hull
1434         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1435                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1436         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1437                 __isl_take isl_set *set);
1438         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1439                 __isl_take isl_union_set *uset);
1440         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1441                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1442         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1443                 __isl_take isl_map *map);
1444         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1445                 __isl_take isl_union_map *umap);
1447 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1448 per space.
1450 =item * Polyhedral hull
1452         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1453                 __isl_take isl_set *set);
1454         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1455                 __isl_take isl_map *map);
1456         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1457                 __isl_take isl_union_set *uset);
1458         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1459                 __isl_take isl_union_map *umap);
1461 These functions compute a single basic set or relation
1462 not involving any existentially quantified variables
1463 that contains the whole input set or relation.
1464 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1465 per space.
1467 =item * Dual
1469 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1470 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1471 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1472 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1473 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1474 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1475 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1476 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1477 in future.  In particular, future implementations may use different
1478 dualization algorithms or skip the elimination step.
1480         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1481                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1482         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1483                 __isl_take isl_set *set);
1484         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1485                 __isl_take isl_union_set *bset);
1486         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1487                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1488         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1489                 __isl_take isl_set *set);
1490         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1491                 __isl_take isl_union_set *bset);
1493 =item * Power
1495         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1496                 int *exact);
1497         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1498                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1500 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1501 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1502 I<k>th power of C<map>.
1503 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1504 then C<*exact> is set to C<1>.
1506 =item * Transitive closure
1508         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1509                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1510         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1511                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1513 Compute the transitive closure of C<map>.
1514 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1515 then C<*exact> is set to C<1>.
1517 =item * Reaching path lengths
1519         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1520                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1522 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1523 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1524 end up in the given element.
1525 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1526 then C<*exact> is set to C<1>.
1527 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1528 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1529 In particular, if the input relation is a dependence relation
1530 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1531 to the free schedule.
1532 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1533 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1534 the overapproximation), then you will get an error message.
1536 =item * Wrapping
1538         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1539                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1540         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1541                 __isl_take isl_map *map);
1542         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1543                 __isl_take isl_union_map *umap);
1544         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1545                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1546         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1547                 __isl_take isl_set *set);
1548         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1549                 __isl_take isl_union_set *uset);
1551 =item * Flattening
1553 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1554 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1555 then the name of the space is also removed.
1557         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1558                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1559         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1560                 __isl_take isl_set *set);
1561         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1562                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1563         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1564                 __isl_take isl_map *map);
1566         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1567                 __isl_take isl_set *set);
1569 The function above constructs a relation
1570 that maps the input set to a flattened version of the set.
1572 =item * Lifting
1574 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1575 to the existentially quantified variables in the input.
1576 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1577 is the original space and the range corresponds to the original
1578 existentially quantified variables.
1580         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1581                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1582         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1583                 __isl_take isl_set *set);
1584         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1585                 __isl_take isl_union_set *uset);
1587 =item * Internal Product
1589         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1590                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1591         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1592                 __isl_take isl_map *map);
1593         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1594                 __isl_take isl_union_map *umap);
1596 Given a relation with nested relations for domain and range,
1597 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1599 =item * Dimension manipulation
1601         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1602                 __isl_take isl_set *set,
1603                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1604         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1605                 __isl_take isl_map *map,
1606                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1608 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1609 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1610 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1611 to add new parameters.
1613 =back
1615 =head2 Binary Operations
1617 The two arguments of a binary operation not only need to live
1618 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1619 the same (number of) parameters.
1621 =head3 Basic Operations
1623 =over
1625 =item * Intersection
1627         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1628                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1629                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1630         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1631                 __isl_take isl_set *set1,
1632                 __isl_take isl_set *set2);
1633         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1634                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1635                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1636         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1637                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1638                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1639         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1640                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1641                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1642         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1643                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1644                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1645         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1646                 __isl_take isl_map *map,
1647                 __isl_take isl_set *set);
1648         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1649                 __isl_take isl_map *map,
1650                 __isl_take isl_set *set);
1651         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1652                 __isl_take isl_map *map1,
1653                 __isl_take isl_map *map2);
1654         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1655                 __isl_take isl_union_map *umap,
1656                 __isl_take isl_union_set *uset);
1657         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1658                 __isl_take isl_union_map *umap,
1659                 __isl_take isl_union_set *uset);
1660         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1661                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1662                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1664 =item * Union
1666         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1667                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1668                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1669         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1670                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1671                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1672         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1673                 __isl_take isl_set *set1,
1674                 __isl_take isl_set *set2);
1675         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1676                 __isl_take isl_map *map1,
1677                 __isl_take isl_map *map2);
1678         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1679                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1680                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1681         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1682                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1683                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1685 =item * Set difference
1687         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1688                 __isl_take isl_set *set1,
1689                 __isl_take isl_set *set2);
1690         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1691                 __isl_take isl_map *map1,
1692                 __isl_take isl_map *map2);
1693         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1694                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1695                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1696         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1697                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1698                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1700 =item * Application
1702         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1703                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1704                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1705         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1706                 __isl_take isl_set *set,
1707                 __isl_take isl_map *map);
1708         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1709                 __isl_take isl_union_set *uset,
1710                 __isl_take isl_union_map *umap);
1711         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1712                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1713                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1714         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1715                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1716                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1717         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1718                 __isl_take isl_map *map1,
1719                 __isl_take isl_map *map2);
1720         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1721                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1722                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1723         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1724                 __isl_take isl_map *map1,
1725                 __isl_take isl_map *map2);
1726         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1727                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1728                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1730 =item * Cartesian Product
1732         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1733                 __isl_take isl_set *set1,
1734                 __isl_take isl_set *set2);
1735         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1736                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1737                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1738         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1739                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1740                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1741         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1742                 __isl_take isl_map *map1,
1743                 __isl_take isl_map *map2);
1744         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1745                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1746                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1747         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1748                 __isl_take isl_map *map1,
1749                 __isl_take isl_map *map2);
1750         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1751                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1752                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1754 The above functions compute the cross product of the given
1755 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1756 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1757 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1758 instead.
1760         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1761                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1762                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1763         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1764                 __isl_take isl_set *set1,
1765                 __isl_take isl_set *set2);
1766         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1767                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1768                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1769         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1770                 __isl_take isl_map *map1,
1771                 __isl_take isl_map *map2);
1773 =item * Simplification
1775         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1776                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1777                 __isl_take isl_basic_set *context);
1778         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1779                 __isl_take isl_set *context);
1780         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1781                 __isl_take isl_union_set *uset,
1782                 __isl_take isl_union_set *context);
1783         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1784                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1785                 __isl_take isl_basic_map *context);
1786         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1787                 __isl_take isl_map *context);
1788         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1789                 __isl_take isl_union_map *umap,
1790                 __isl_take isl_union_map *context);
1792 The gist operation returns a set or relation that has the
1793 same intersection with the context as the input set or relation.
1794 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1795 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1796 are removed.
1797 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1798 per space.
1800 =back
1802 =head3 Lexicographic Optimization
1804 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1805 the following functions
1806 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1807 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1808 that satisfy C<dom>.
1809 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1810 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1811 has no elements.
1812 In other words, the union of the parameter values
1813 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1814 is equal to C<dom>.
1816         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1817                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1818                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1819                 __isl_give isl_set **empty);
1820         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1821                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1822                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1823                 __isl_give isl_set **empty);
1824         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1825                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1826                 __isl_give isl_set **empty);
1827         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1828                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1829                 __isl_give isl_set **empty);
1831 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1832 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1833 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1834 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1836         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1837                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1838         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1839                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1840         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1841                 __isl_take isl_set *set);
1842         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1843                 __isl_take isl_set *set);
1844         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1845                 __isl_take isl_union_set *uset);
1846         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1847                 __isl_take isl_union_set *uset);
1849 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1850 the following functions
1851 compute a relation that maps each element of C<dom>
1852 to the single lexicographic minimum or maximum
1853 of the elements that are associated to that same
1854 element in C<map> (or C<bmap>).
1855 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1856 that contains the elements in C<dom> that do not map
1857 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1858 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1859 is equal to C<dom>.
1861         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1862                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1863                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1864                 __isl_give isl_set **empty);
1865         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1866                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1867                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1868                 __isl_give isl_set **empty);
1869         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1870                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1871                 __isl_give isl_set **empty);
1872         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1873                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1874                 __isl_give isl_set **empty);
1876 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1877 return a map mapping each element in the domain of
1878 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1879 of all elements associated to that element.
1880 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1882         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1883                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1884         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1885                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1886         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1887                 __isl_take isl_map *map);
1888         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1889                 __isl_take isl_map *map);
1890         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1891                 __isl_take isl_union_map *umap);
1892         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1893                 __isl_take isl_union_map *umap);
1895 =head2 Matrices
1897 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1899         #include <isl/mat.h>
1900         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1901                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1902         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1903         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1905 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1906 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1908         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1909         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1910         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1911                 int row, int col, isl_int *v);
1912         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1913                 int row, int col, isl_int v);
1914         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1915                 int row, int col, int v);
1917 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1918 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1920 The following function can be used to compute the (right) inverse
1921 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1922 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1923 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1925         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1927 The following function can be used to compute the (right) kernel
1928 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1929 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1931         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1933 =head2 Points
1935 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1936 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1937 individual elements of a set.
1938 The zero point (the origin) can be created using
1940         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1942 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1943 using
1945         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1946                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1947         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1948                 __isl_take isl_point *pnt,
1949                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1951         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1952                 __isl_take isl_point *pnt,
1953                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1954         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1955                 __isl_take isl_point *pnt,
1956                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1958 Points can be copied or freed using
1960         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1961                 __isl_keep isl_point *pnt);
1962         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1964 A singleton set can be created from a point using
1966         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1967                 __isl_take isl_point *pnt);
1968         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1969                 __isl_take isl_point *pnt);
1971 and a box can be created from two opposite extremal points using
1973         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1974                 __isl_take isl_point *pnt1,
1975                 __isl_take isl_point *pnt2);
1976         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1977                 __isl_take isl_point *pnt1,
1978                 __isl_take isl_point *pnt2);
1980 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1981 the following functions.
1983         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1984                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1985                 void *user);
1986         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1987                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1988                 void *user);
1990 The function C<fn> is called for each integer point in
1991 C<set> with as second argument the last argument of
1992 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1993 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1994 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1995 enumerating and return C<-1> as well.
1996 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1997 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1999 To obtain a single point of a (basic) set, use
2001         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2002                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2003         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2004                 __isl_take isl_set *set);
2006 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2007 resulting point will be ``void'', a property that can be
2008 tested using
2010         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2012 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2014 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2015 a parametric point to a rational value.
2016 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2017 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2018 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2019 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2020 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2021 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2022 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2023 the value is assumed to be zero.
2024 For example, the piecewise quasipolynomial
2026         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2028 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2029 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2030 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2031 defined over different domains.
2032 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2033 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2034 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2035 the number of points in the map
2037         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2039 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2041 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2042 using the following functions.
2044         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2045                 __isl_take isl_printer *p,
2046                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2048         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2049                 __isl_take isl_printer *p,
2050                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2052         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2053                 __isl_take isl_printer *p,
2054                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2056 The output format of the printer
2057 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2058 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2059 is supported.
2060 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2061 to set the names of all dimensions
2063         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2064                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2065                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2066                 const char *s);
2067         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2068         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2069                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2070                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2071                 const char *s);
2073 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2075 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2076 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2077 operations such as addition and multiplication
2078 on the resulting quasipolynomials
2080         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2081                 __isl_take isl_dim *dim);
2082         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2083                 __isl_take isl_dim *dim);
2084         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2085                 __isl_take isl_dim *dim);
2086         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2087                 __isl_take isl_dim *dim);
2088         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2089                 __isl_take isl_dim *dim);
2090         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2091                 __isl_take isl_dim *dim,
2092                 const isl_int n, const isl_int d);
2093         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2094                 __isl_take isl_div *div);
2095         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2096                 __isl_take isl_dim *dim,
2097                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2099 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2100 with a single cell can be created using the following functions.
2101 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2102 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2104         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2105                 __isl_take isl_dim *dim);
2106         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2107                 __isl_take isl_set *set,
2108                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2110         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2111                 __isl_take isl_dim *dim);
2112         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2113                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2114         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2115                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2116                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2118 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2119 functions.
2121         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2122                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2123         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2125         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2126                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2127         void isl_pw_qpolynomial_free(
2128                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2130         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2131                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2132         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2133                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2135 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2137 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2138 piecewise quasipolynomial, use the following function
2140         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2141                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2142                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2143                 void *user);
2145 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2146 specification, use
2148         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2149         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2150                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2151                 __isl_take isl_dim *dim);
2153 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2154 use either of the following two functions
2156         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2157                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2158                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2159                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2160                           void *user), void *user);
2161         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2162                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2163                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2164                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2165                           void *user), void *user);
2167 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2168 and C<-1> on failure.  The difference between
2169 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2170 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2171 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2172 compute unique representations for all existentially quantified
2173 variables and then turn these existentially quantified variables
2174 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2175 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2176 will not have any existentially quantified variables, but that
2177 the dimensions of the sets may be different for different
2178 invocations of C<fn>.
2180 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2183         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2184                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2185                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2186                           void *user), void *user);
2188 The terms themselves can be inspected and freed using
2189 these functions
2191         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2192                 enum isl_dim_type type);
2193         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2194                 isl_int *n);
2195         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2196                 isl_int *d);
2197         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2198                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2199         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2200                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2201         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2203 Each term is a product of parameters, set variables and
2204 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2205 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2206 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2207 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2208 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2210 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2212 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2213 use the following function.
2215         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2216                 isl_int *n, isl_int *d);
2218 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2219 then the numerator and denominator of the constant
2220 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2222 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2224         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2225                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2226         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2227                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2228                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2229         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2230                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2231                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2232         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2233                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2234                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2235         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2236                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2238         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2239                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2240                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2241         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2242                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2243                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2244         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2245                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2246                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2247         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2248                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2249         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2250                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2251                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2253         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2254                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2255                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2256         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2257                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2258                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2259         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2260                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2261                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2263         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2264                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2265                 __isl_take isl_point *pnt);
2267         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2268                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2269                 __isl_take isl_point *pnt);
2271         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2272                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2273         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2274                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2275                 __isl_take isl_set *set);
2277         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2278                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2279         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2280                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2281                 __isl_take isl_union_set *uset);
2283         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2284                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2286         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2287                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2288                 __isl_take isl_set *context);
2290         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2291                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2292                 __isl_take isl_union_set *context);
2294 The gist operation applies the gist operation to each of
2295 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2296 The context is also exploited
2297 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2299         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2300                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2301         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2302         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2303                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2305 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2306 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2307 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2308 will lie somewhere in between.
2310 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2312 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2313 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2314 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2315 The objects are mainly used to represent the result of
2316 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2317 i.e., as the result of the following function.
2319         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2320                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2321                 enum isl_fold type, int *tight);
2323         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2324                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2325                 enum isl_fold type, int *tight);
2327 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2328 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2329 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2330 of the parameters there is at least
2331 one element in the domain that reaches the bound.
2332 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2333 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2334 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2335 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2336 wrapped relation becomes the domain of the result.
2338 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2339 following functions.
2341         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2342                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2343         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2344                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2345         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2346                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2347         void isl_qpolynomial_fold_free(
2348                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2349         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2350                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2351         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2352                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2354 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2356 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2357 using the following function.
2359         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2360                 __isl_take isl_printer *p,
2361                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2362         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2363                 __isl_take isl_printer *p,
2364                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2366 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2367 output format of the printer
2368 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2369 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2370 output format of the printer
2371 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2372 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2373 to set the names of all dimensions
2375         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2376         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2377                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2378                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2379                 const char *s);
2381 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2383 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2384 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2386         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2387                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2388                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2389                             void *user), void *user);
2391 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2392 use either of the following two functions
2394         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2395                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2396                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2397                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2398                           void *user), void *user);
2399         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2400                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2401                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2402                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2403                           void *user), void *user);
2405 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2406 of the difference between these two functions.
2408 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2410         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2411                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2412                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2413                           void *user), void *user);
2415 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2417         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2418                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2419                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2421         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2422                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2423                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2425         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2426                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2427                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2429         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2430                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2431                 __isl_take isl_point *pnt);
2433         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2434                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2435                 __isl_take isl_point *pnt);
2437         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2438                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2439         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2440                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2441                 __isl_take isl_union_set *uset);
2443         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2444                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2446         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2447                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2449         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2450                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2451                 __isl_take isl_set *context);
2453         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2454                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2455                 __isl_take isl_union_set *context);
2457 The gist operation applies the gist operation to each of
2458 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2459 In future, the operation will also exploit the context
2460 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2462         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2463         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2464                 __isl_take isl_set *set,
2465                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2466                 int *tight);
2467         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2468         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2469                 __isl_take isl_map *map,
2470                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2471                 int *tight);
2472         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2473         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2474                 __isl_take isl_union_set *uset,
2475                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2476                 int *tight);
2477         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2478         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2479                 __isl_take isl_union_map *umap,
2480                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2481                 int *tight);
2483 The functions taking a map
2484 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2485 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2486 over all elements in the intersection of the range of the map
2487 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2488 as a function of an element in the domain of the map.
2489 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2490 intersection of the set and the domain of the
2491 piecewise quasipolynomial reduction.
2493 =head2 Dependence Analysis
2495 C<isl> contains specialized functionality for performing
2496 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2497 and a collection of possible I<source> access relations,
2498 C<isl> can compute relations that describe
2499 for each iteration of the sink access, which iteration
2500 of which of the source access relations was the last
2501 to access the same data element before the given iteration
2502 of the sink access.
2503 To compute standard flow dependences, the sink should be
2504 a read, while the sources should be writes.
2505 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2506 accesses, then there will be a dependence to the last
2507 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2508 this last I<must> access.
2509 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2510 then memory based dependence analysis is performed.
2511 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2512 then value based dependence analysis is performed.
2514         #include <isl/flow.h>
2516         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2518         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2519                 __isl_take isl_map *sink,
2520                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2521                 int max_source);
2522         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2523                 __isl_take isl_access_info *acc,
2524                 __isl_take isl_map *source, int must,
2525                 void *source_user);
2526         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2528         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2529                 __isl_take isl_access_info *acc);
2531         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2532                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2533                           void *dep_user, void *user),
2534                 void *user);
2535         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2536                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2537         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2539 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2540 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2541 the input for this function or to read off the output.
2543 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2544 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2545 The arguments to this functions are the sink access relation
2546 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2547 access to the user, a callback function for specifying the
2548 relative order of source and sink accesses, and the number
2549 of source access relations that will be added.
2550 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2551 The function is called with two user supplied tokens identifying
2552 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2553 level and the relative order of the two accesses.
2554 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2555 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2556 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2557 it should return I<2 * n>.
2558 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2559 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2560 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2561 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2562 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2563 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2564 The C<source_user> token is again used to identify
2565 the source access.  The range of the source access relation
2566 C<source> should have the same dimension as the range
2567 of the sink access relation.
2568 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2569 called explicitly, because it is called implicitly by
2570 C<isl_access_info_compute_flow>.
2572 The result of the dependence analysis is collected in an
2573 C<isl_flow>.  There may be elements of
2574 the sink access for which no preceding source access could be
2575 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2576 The relations containing these elements can be obtained through
2577 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2578 and the second with C<must> unset.
2579 In the case of standard flow dependence analysis,
2580 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2581 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2582 array elements and the second relation is empty.
2583 The actual flow dependences can be extracted using
2584 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2585 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2586 a source and the sink.  The callback function is called
2587 with four arguments, the actual flow dependence relation
2588 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2589 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2590 identifying the source and an additional C<void *> with value
2591 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2592 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2593 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2595 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2596 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2598 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2599 by the following function.
2601         #include <isl/flow.h>
2603         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2604                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2605                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2606                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2607                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2608                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2609                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2610                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2612 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2613 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2614 of the domains of the accesses and of the schedule.
2615 The relative order of the iteration domains is given by the
2616 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2617 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2618 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2619 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2620 any of the other arguments is treated as an error.
2622 =head2 Scheduling
2624 B<The functionality described in this section is fairly new
2625 and may be subject to change.>
2627 The following function can be used to compute a schedule
2628 for a union of domains.  The generated schedule respects
2629 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2630 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2631 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2632 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2633 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2634 for groups of domains where the dependence distances have only
2635 non-negative values.
2636 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2637 of C<Pluto>.
2639         #include <isl/schedule.h>
2640         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2641                 __isl_take isl_union_set *domain,
2642                 __isl_take isl_union_map *validity,
2643                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2644         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2646 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2647 from an C<isl_schedule> using the following function.
2649         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2650                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2652 This mapping can also be obtained in pieces using the following functions.
2654         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2655         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2656                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2658 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2659 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2660 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2661 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2662 different domains may be completely unrelated.
2663 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2664 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2665 bands are all zero.
2667 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2669 The parametric vertex enumeration described in this section
2670 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2671 library.
2673         #include <isl/vertices.h>
2674         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2675                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2677 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2678 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2679 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2680 This information can be queried by either iterating over all
2681 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2682 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2684         int isl_vertices_foreach_vertex(
2685                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2686                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2687                 void *user);
2689         int isl_vertices_foreach_cell(
2690                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2691                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2692                 void *user);
2693         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2694                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2695                 void *user);
2697 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2698 the following.
2700         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2701                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2702         int isl_vertices_get_n_vertices(
2703                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2704         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2706 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2708         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2709         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2710         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2711                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2712         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2713                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2714         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2716 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2717 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2718 of the vertex.
2719 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2720 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2721 and should not be mixed with integer sets.
2723 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2725         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2726         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2727                 __isl_keep isl_cell *cell);
2728         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2730 =head1 Applications
2732 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2733 it also contains some basic applications that use some
2734 of the functionality of C<isl>.
2735 The input may be specified in either the L<isl format>
2736 or the L<PolyLib format>.
2738 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2740 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2741 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2742 The first column in the output is the denominator and is always
2743 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2744 then a vector of length zero is printed.
2746 =head2 C<isl_pip>
2748 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2749 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2750 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2751 of constraints on a parametric polyhedron.
2752 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2753 (but before the final constant column).
2754 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2755 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2756 is just a dump of the internal state.
2758 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2760 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2761 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2762 If an affine objective function
2763 is given, then the constant should appear in the last column.
2765 =head2 C<isl_polytope_scan>
2767 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2768 all integer points in the polytope.
2770 =head1 C<isl-polylib>
2772 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2773 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2774 The library is distributed separately for licensing reasons.
2776         #include <isl_set_polylib.h>
2777         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2778                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2779         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2780                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2781         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2782                 __isl_take isl_dim *dim);
2783         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2785         #include <isl_map_polylib.h>
2786         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2787                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2788         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2789                 __isl_take isl_dim *dim);
2790         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2791                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2792         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);