add isl_mat_set_element_si
[isl.git] / doc / user.pod
blobdaf69dae9d4a45d1116e2a45b3f9e5a87adf13c1
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/polynomial.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
461                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
462         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
463                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
464         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
466         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
467                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
469 The names of the individual dimensions may be set or read off
470 using the following functions.
472         #include <isl/dim.h>
473         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
474                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
475                                  __isl_keep const char *name);
476         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
477                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
479 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
480 data structure, so the result can only be used while the
481 corresponding C<isl_dim> is alive.
482 Also note that every function that operates on two sets or relations
483 requires that both arguments have the same parameters.  This also
484 means that if one of the arguments has named parameters, then the
485 other needs to have named parameters too and the names need to match.
486 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
487 have different parameters (as long as they are named), in which case
488 the result will have as parameters the union of the parameters of
489 the arguments.
491 The names of entire spaces may be set or read off
492 using the following functions.
494         #include <isl/dim.h>
495         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
496                 __isl_take isl_dim *dim,
497                 enum isl_dim_type type, const char *s);
498         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
499                 enum isl_dim_type type);
501 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
502 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
503 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
504 data structure.
505 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
506 to have the same name.
508 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
509 the domain or range of a relation can be a nested relation.
510 The following functions can be used to construct and deconstruct
511 such nested dimension specifications.
513         #include <isl/dim.h>
514         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
515         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
516         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
518 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
519 be the dimension specification of a set, while that of
520 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
521 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
522 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
523 of a set.
525 Dimension specifications can be created from other dimension
526 specifications using the following functions.
528         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
529         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
530         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
531         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
534                 __isl_take isl_dim *right);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
536                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
538                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
542                 __isl_take isl_dim *dim);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
545 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
546 the name and the internal structure are lost.
548 =head2 Input and Output
550 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
551 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
552 in some cases.
554 =head3 C<isl> format
556 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
557 syntax for describing the parameters and allows for the definition
558 of an existentially quantified variable as the integer division
559 of an affine expression.
560 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
561 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
563         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
564                                 i - 10 a <= 6) }
566 A set or relation can have several disjuncts, separated
567 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
568 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
569 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
570 C<and>.
572 =head3 C<PolyLib> format
574 If the represented set is a union, then the first line
575 contains a single number representing the number of disjuncts.
576 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
578 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
579 The first line contains two numbers representing
580 the number of rows and columns,
581 where the number of rows is equal to the number of constraints
582 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
583 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
584 In each row, the first column indicates whether the constraint
585 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
586 corresponds to the constant term.
588 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
589 appear in the last columns before the constant column.
590 The coefficients of any existentially quantified variables appear
591 between those of the set variables and those of the parameters.
593 =head3 Extended C<PolyLib> format
595 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
596 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
597 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
598 also contains four additional numbers:
599 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
600 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
601 quantified variables) and the number of parameters.
602 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
603 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
604 dimensions is zero.
606 =head3 Input
608         #include <isl/set.h>
609         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
610                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
611         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
612                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
613         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
614                 FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
616                 const char *str, int nparam);
618         #include <isl/map.h>
619         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
620                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
621         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
622                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
623         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
624                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
626                 const char *str, int nparam);
628         #include <isl/union_set.h>
629         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
630                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
631         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
632                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
634         #include <isl/union_map.h>
635         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
636                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
637         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
638                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
640 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
641 or the C<isl> format.
642 C<nparam> specifies how many of the final columns in
643 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
644 If input is given in the C<isl> format, then the number
645 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
646 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
647 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
648 are assumed in the C<PolyLib> format.
650 =head3 Output
652 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
653 be created.
655         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
656                 FILE *file);
657         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
658         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
659         __isl_give char *isl_printer_get_str(
660                 __isl_keep isl_printer *printer);
662 The behavior of the printer can be modified in various ways
664         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
665                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
666         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
667                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
669                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
671                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
673 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
674 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
675 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
676 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
677 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
678 In the C<PolyLib> format output,
679 the coefficients of the existentially quantified variables
680 appear between those of the set variables and those
681 of the parameters.
683 To actually print something, use
685         #include <isl/set.h>
686         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
687                 __isl_take isl_printer *printer,
688                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
689         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
690                 __isl_take isl_printer *printer,
691                 __isl_keep isl_set *set);
693         #include <isl/map.h>
694         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
695                 __isl_take isl_printer *printer,
696                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
697         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
698                 __isl_take isl_printer *printer,
699                 __isl_keep isl_map *map);
701         #include <isl/union_set.h>
702         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
703                 __isl_take isl_printer *p,
704                 __isl_keep isl_union_set *uset);
706         #include <isl/union_map.h>
707         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
708                 __isl_take isl_printer *p,
709                 __isl_keep isl_union_map *umap);
711 When called on a file printer, the following function flushes
712 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
714         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
715                 __isl_take isl_printer *p);
717 =head2 Creating New Sets and Relations
719 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
721 =over
723 =item * Empty sets and relations
725         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
726                 __isl_take isl_dim *dim);
727         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
728                 __isl_take isl_dim *dim);
729         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
738 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
739 is only used to specify the parameters.
741 =item * Universe sets and relations
743         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
744                 __isl_take isl_dim *dim);
745         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
746                 __isl_take isl_dim *dim);
747         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
752 The sets and relations constructed by the functions above
753 contain all integer values, while those constructed by the
754 functions below only contain non-negative values.
756         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
757                 __isl_take isl_dim *dim);
758         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
759                 __isl_take isl_dim *dim);
760         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
761                 __isl_take isl_dim *dim);
762         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
763                 __isl_take isl_dim *dim);
765 =item * Identity relations
767         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
768                 __isl_take isl_dim *dim);
769         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
770                 __isl_take isl_dim *dim);
772 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
773 to be the same.
775 =item * Lexicographic order
777         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
778                 __isl_take isl_dim *set_dim);
779         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
780                 __isl_take isl_dim *set_dim);
781         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
782                 __isl_take isl_dim *set_dim);
783         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
784                 __isl_take isl_dim *set_dim);
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
786                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
788                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
790                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
792                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
794 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
795 and return relations that express that the elements in the domain
796 are lexicographically less
797 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
798 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
799 than the elements in the range.
800 The last four functions take a dimension specification for a map
801 and return relations that express that the first C<n> dimensions
802 in the domain are lexicographically less
803 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
804 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
805 than the first C<n> dimensions in the range.
807 =back
809 A basic set or relation can be converted to a set or relation
810 using the following functions.
812         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
813                 __isl_take isl_basic_set *bset);
814         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
815                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
817 Sets and relations can be converted to union sets and relations
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
821                 __isl_take isl_map *map);
822         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
823                 __isl_take isl_set *set);
825 Sets and relations can be copied and freed again using the following
826 functions.
828         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
829                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
830         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
831         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
832                 __isl_keep isl_union_set *uset);
833         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
834                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
835         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
836         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
837                 __isl_keep isl_union_map *umap);
838         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
839         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
840         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
841         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
842         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
843         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
845 Other sets and relations can be constructed by starting
846 from a universe set or relation, adding equality and/or
847 inequality constraints and then projecting out the
848 existentially quantified variables, if any.
849 Constraints can be constructed, manipulated and
850 added to basic sets and relations using the following functions.
852         #include <isl/constraint.h>
853         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
854                 __isl_take isl_dim *dim);
855         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
856                 __isl_take isl_dim *dim);
857         void isl_constraint_set_constant(
858                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
859         void isl_constraint_set_coefficient(
860                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
861                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
862         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
863                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
864                 __isl_take isl_constraint *constraint);
865         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
866                 __isl_take isl_basic_set *bset,
867                 __isl_take isl_constraint *constraint);
869 For example, to create a set containing the even integers
870 between 10 and 42, you would use the following code.
872         isl_int v;
873         struct isl_dim *dim;
874         struct isl_constraint *c;
875         struct isl_basic_set *bset;
877         isl_int_init(v);
878         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
879         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
881         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
882         isl_int_set_si(v, -1);
883         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
884         isl_int_set_si(v, 2);
885         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
886         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
888         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
889         isl_int_set_si(v, -10);
890         isl_constraint_set_constant(c, v);
891         isl_int_set_si(v, 1);
892         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
893         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
895         c = isl_inequality_alloc(dim);
896         isl_int_set_si(v, 42);
897         isl_constraint_set_constant(c, v);
898         isl_int_set_si(v, -1);
899         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
900         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
902         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
904         isl_int_clear(v);
906 Or, alternatively,
908         struct isl_basic_set *bset;
909         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
910                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
912 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
913 describing the equalities and the inequalities.
915         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
916                 __isl_take isl_dim *dim,
917                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
918                 enum isl_dim_type c1,
919                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
920                 enum isl_dim_type c4);
921         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
922                 __isl_take isl_dim *dim,
923                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
924                 enum isl_dim_type c1,
925                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
926                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
928 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
929 different kinds of variables appear in the input matrices
930 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
931 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
932 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
933 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
935 =head2 Inspecting Sets and Relations
937 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
938 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
939 explained in the following sections.
940 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
941 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
942 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
943 an explicit representation of the existentially quantified variables.
945         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
946                 __isl_take isl_set *set);
947         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
948                 __isl_take isl_map *map);
949         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
950                 __isl_take isl_union_set *uset);
951         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
952                 __isl_take isl_union_map *umap);
954 This explicit representation defines the existentially quantified
955 variables as integer divisions of the other variables, possibly
956 including earlier existentially quantified variables.
957 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
958 has a unique value when the values of the other variables are known.
959 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
960 with the same explicit representations, should appear in the
961 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
962 either of the following functions.
964         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
965                 __isl_take isl_set *set);
966         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
967                 __isl_take isl_map *map);
969 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
970 using the following functions, which compute an overapproximation.
972         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
973                 __isl_take isl_basic_set *bset);
974         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
975                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
976         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
977                 __isl_take isl_set *set);
978         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
979                 __isl_take isl_map *map);
981 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
983         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
984                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
985                 void *user);
986         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
987                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
988                 void *user);
990 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
991 from
993         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
994         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
996 To extract the set or map from a union with a given dimension
997 specification, use
999         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1000                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1001                 __isl_take isl_dim *dim);
1002         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1003                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1004                 __isl_take isl_dim *dim);
1006 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1008         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1009                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1010                 void *user);
1011         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1012                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1013                 void *user);
1015 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1016 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1017 occurs, the above functions will return -1.
1019 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1020 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1021 If this is required, then the user should call one of
1022 the following functions first.
1024         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1025                 __isl_take isl_set *set);
1026         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1027                 __isl_take isl_map *map);
1029 The number of basic sets in a set can be obtained
1030 from
1032         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1034 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1036         #include <isl/constraint.h>
1038         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1039                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1040                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1041                 void *user);
1042         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1044 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1045 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1046 occurs, the above functions will return -1.
1047 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1048 Use the following function to find out whether a constraint
1049 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1051         int isl_constraint_is_equality(
1052                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1054 The coefficients of the constraints can be inspected using
1055 the following functions.
1057         void isl_constraint_get_constant(
1058                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1059         void isl_constraint_get_coefficient(
1060                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1061                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1063 The explicit representations of the existentially quantified
1064 variables can be inspected using the following functions.
1065 Note that the user is only allowed to use these functions
1066 if the inspected set or map is the result of a call
1067 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1069         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1070                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1071         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1072                 isl_int *v);
1073         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1074                 isl_int *v);
1075         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1076                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1078 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1079 form, use the following functions.
1081         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1082                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1083                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1084                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1085         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1086                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1087                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1088                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1089         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1090                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1091                 enum isl_dim_type c1,
1092                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1093                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1094         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1095                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1096                 enum isl_dim_type c1,
1097                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1098                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1100 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1101 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1102 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1103 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1105 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1106 read off using the following functions.
1108         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1109                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1110         const char *isl_set_get_tuple_name(
1111                 __isl_keep isl_set *set);
1112         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1113                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1114                 enum isl_dim_type type);
1115         const char *isl_map_get_tuple_name(
1116                 __isl_keep isl_map *map,
1117                 enum isl_dim_type type);
1119 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1120 an internal data structure.
1121 The names of individual dimensions can be read off using
1122 the following functions.
1124         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1125                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1126                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1127         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1128                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1129                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1130         const char *isl_set_get_dim_name(
1131                 __isl_keep isl_set *set,
1132                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1133         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1134                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1136         const char *isl_map_get_dim_name(
1137                 __isl_keep isl_map *map,
1138                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1140 These functions are mostly useful to obtain the names
1141 of the parameters.
1143 =head2 Properties
1145 =head3 Unary Properties
1147 =over
1149 =item * Emptiness
1151 The following functions test whether the given set or relation
1152 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1153 any computations, but simply check if the given set or relation
1154 is already known to be empty.
1156         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1157         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1158         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1159         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1160         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1161         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1162         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1163         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1164         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1166 =item * Universality
1168         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1169         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1170         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1172 =item * Single-valuedness
1174         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1176 =item * Bijectivity
1178         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1180 =item * Wrapping
1182 The following functions check whether the domain of the given
1183 (basic) set is a wrapped relation.
1185         int isl_basic_set_is_wrapping(
1186                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1187         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1189 =item * Internal Product
1191         int isl_basic_map_can_zip(
1192                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1193         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1195 Check whether the product of domain and range of the given relation
1196 can be computed,
1197 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1199 =back
1201 =head3 Binary Properties
1203 =over
1205 =item * Equality
1207         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1208                 __isl_keep isl_set *set2);
1209         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1210                 __isl_keep isl_set *set2);
1211         int isl_union_set_is_equal(
1212                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1213                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1214         int isl_basic_map_is_equal(
1215                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1216                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1217         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1218                 __isl_keep isl_map *map2);
1219         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1220                 __isl_keep isl_map *map2);
1221         int isl_union_map_is_equal(
1222                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1223                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1225 =item * Disjointness
1227         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1228                 __isl_keep isl_set *set2);
1230 =item * Subset
1232         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1233                 __isl_keep isl_set *set2);
1234         int isl_set_is_strict_subset(
1235                 __isl_keep isl_set *set1,
1236                 __isl_keep isl_set *set2);
1237         int isl_union_set_is_subset(
1238                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1239                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1240         int isl_union_set_is_strict_subset(
1241                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1242                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1243         int isl_basic_map_is_subset(
1244                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1245                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1246         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1247                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1248                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1249         int isl_map_is_subset(
1250                 __isl_keep isl_map *map1,
1251                 __isl_keep isl_map *map2);
1252         int isl_map_is_strict_subset(
1253                 __isl_keep isl_map *map1,
1254                 __isl_keep isl_map *map2);
1255         int isl_union_map_is_subset(
1256                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1257                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1258         int isl_union_map_is_strict_subset(
1259                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1260                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1262 =back
1264 =head2 Unary Operations
1266 =over
1268 =item * Complement
1270         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1271                 __isl_take isl_set *set);
1273 =item * Inverse map
1275         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1276                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1277         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1278                 __isl_take isl_map *map);
1279         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1280                 __isl_take isl_union_map *umap);
1282 =item * Projection
1284         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1285                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1286                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1287         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1288                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1289                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1290         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1291                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1292         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1293                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1294         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1295                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1296         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1297                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1298         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1299                 __isl_take isl_map *bmap);
1300         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1301                 __isl_take isl_map *map);
1302         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1303                 __isl_take isl_union_map *umap);
1304         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1305                 __isl_take isl_union_map *umap);
1307         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1308                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1309         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1310                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1311         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1312         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1313         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1314                 __isl_take isl_union_map *umap);
1315         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1316                 __isl_take isl_union_map *umap);
1318 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1319 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1321 =item * Identity
1323         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1324                 __isl_take isl_set *set);
1325         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1326                 __isl_take isl_union_set *uset);
1328 Construct an identity relation on the given (union) set.
1330 =item * Deltas
1332         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1333                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1334         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1335         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1336                 __isl_take isl_union_map *umap);
1338 These functions return a (basic) set containing the differences
1339 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1341         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1342                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1343         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1344                 __isl_take isl_map *map);
1345         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1346                 __isl_take isl_union_map *umap);
1348 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1349 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1351 =item * Coalescing
1353 Simplify the representation of a set or relation by trying
1354 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1355 basic set or relation.
1357         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1358         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1359         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1360                 __isl_take isl_union_set *uset);
1361         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1362                 __isl_take isl_union_map *umap);
1364 =item * Detecting equalities
1366         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1367                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1368         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1369                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1370         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1371                 __isl_take isl_set *set);
1372         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1373                 __isl_take isl_map *map);
1374         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1375                 __isl_take isl_union_set *uset);
1376         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1377                 __isl_take isl_union_map *umap);
1379 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1380 equalities.
1382 =item * Convex hull
1384         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1385                 __isl_take isl_set *set);
1386         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1387                 __isl_take isl_map *map);
1389 If the input set or relation has any existentially quantified
1390 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1392 =item * Simple hull
1394         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1395                 __isl_take isl_set *set);
1396         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1397                 __isl_take isl_map *map);
1398         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1399                 __isl_take isl_union_map *umap);
1401 These functions compute a single basic set or relation
1402 that contains the whole input set or relation.
1403 In particular, the output is described by translates
1404 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1406 =begin latex
1408 (See \autoref{s:simple hull}.)
1410 =end latex
1412 =item * Affine hull
1414         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1415                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1416         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1417                 __isl_take isl_set *set);
1418         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1419                 __isl_take isl_union_set *uset);
1420         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1421                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1422         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1423                 __isl_take isl_map *map);
1424         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1425                 __isl_take isl_union_map *umap);
1427 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1428 per space.
1430 =item * Polyhedral hull
1432         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1433                 __isl_take isl_set *set);
1434         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1435                 __isl_take isl_map *map);
1436         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1437                 __isl_take isl_union_set *uset);
1438         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1439                 __isl_take isl_union_map *umap);
1441 These functions compute a single basic set or relation
1442 not involving any existentially quantified variables
1443 that contains the whole input set or relation.
1444 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1445 per space.
1447 =item * Dual
1449 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1450 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1451 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1452 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1453 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1454 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1455 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1456 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1457 in future.  In particular, future implementations may use different
1458 dualization algorithms or skip the elimination step.
1460         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1461                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1462         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1463                 __isl_take isl_set *set);
1464         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1465                 __isl_take isl_union_set *bset);
1466         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1467                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1468         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1469                 __isl_take isl_set *set);
1470         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1471                 __isl_take isl_union_set *bset);
1473 =item * Power
1475         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1476                 int *exact);
1477         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1478                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1480 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1481 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1482 I<k>th power of C<map>.
1483 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1484 then C<*exact> is set to C<1>.
1486 =item * Transitive closure
1488         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1489                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1490         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1491                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1493 Compute the transitive closure of C<map>.
1494 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1495 then C<*exact> is set to C<1>.
1497 =item * Reaching path lengths
1499         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1500                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1502 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1503 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1504 end up in the given element.
1505 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1506 then C<*exact> is set to C<1>.
1507 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1508 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1509 In particular, if the input relation is a dependence relation
1510 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1511 to the free schedule.
1512 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1513 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1514 the overapproximation), then you will get an error message.
1516 =item * Wrapping
1518         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1519                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1520         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1521                 __isl_take isl_map *map);
1522         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1523                 __isl_take isl_union_map *umap);
1524         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1525                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1526         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1527                 __isl_take isl_set *set);
1528         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1529                 __isl_take isl_union_set *uset);
1531 =item * Flattening
1533 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1534 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1535 then the name of the space is also removed.
1537         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1538                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1539         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1540                 __isl_take isl_set *set);
1541         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1542                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1543         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1544                 __isl_take isl_map *map);
1546         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1547                 __isl_take isl_set *set);
1549 The function above constructs a relation
1550 that maps the input set to a flattened version of the set.
1552 =item * Lifting
1554 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1555 to the existentially quantified variables in the input.
1556 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1557 is the original space and the range corresponds to the original
1558 existentially quantified variables.
1560         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1561                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1562         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1563                 __isl_take isl_set *set);
1564         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1565                 __isl_take isl_union_set *uset);
1567 =item * Internal Product
1569         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1570                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1571         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1572                 __isl_take isl_map *map);
1573         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1574                 __isl_take isl_union_map *umap);
1576 Given a relation with nested relations for domain and range,
1577 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1579 =item * Dimension manipulation
1581         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1582                 __isl_take isl_set *set,
1583                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1584         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1585                 __isl_take isl_map *map,
1586                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1588 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1589 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1590 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1591 to add new parameters.
1593 =back
1595 =head2 Binary Operations
1597 The two arguments of a binary operation not only need to live
1598 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1599 the same (number of) parameters.
1601 =head3 Basic Operations
1603 =over
1605 =item * Intersection
1607         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1608                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1609                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1610         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1611                 __isl_take isl_set *set1,
1612                 __isl_take isl_set *set2);
1613         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1614                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1615                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1616         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1617                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1618                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1619         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1620                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1621                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1622         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1623                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1624                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1625         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1626                 __isl_take isl_map *map,
1627                 __isl_take isl_set *set);
1628         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1629                 __isl_take isl_map *map,
1630                 __isl_take isl_set *set);
1631         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1632                 __isl_take isl_map *map1,
1633                 __isl_take isl_map *map2);
1634         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1635                 __isl_take isl_union_map *umap,
1636                 __isl_take isl_union_set *uset);
1637         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1638                 __isl_take isl_union_map *umap,
1639                 __isl_take isl_union_set *uset);
1640         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1641                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1642                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1644 =item * Union
1646         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1647                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1648                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1649         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1650                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1651                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1652         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1653                 __isl_take isl_set *set1,
1654                 __isl_take isl_set *set2);
1655         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1656                 __isl_take isl_map *map1,
1657                 __isl_take isl_map *map2);
1658         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1659                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1660                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1661         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1662                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1663                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1665 =item * Set difference
1667         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1668                 __isl_take isl_set *set1,
1669                 __isl_take isl_set *set2);
1670         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1671                 __isl_take isl_map *map1,
1672                 __isl_take isl_map *map2);
1673         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1674                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1675                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1676         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1677                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1678                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1680 =item * Application
1682         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1683                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1684                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1685         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1686                 __isl_take isl_set *set,
1687                 __isl_take isl_map *map);
1688         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1689                 __isl_take isl_union_set *uset,
1690                 __isl_take isl_union_map *umap);
1691         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1692                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1693                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1694         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1695                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1696                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1697         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1698                 __isl_take isl_map *map1,
1699                 __isl_take isl_map *map2);
1700         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1701                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1702                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1703         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1704                 __isl_take isl_map *map1,
1705                 __isl_take isl_map *map2);
1706         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1707                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1708                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1710 =item * Cartesian Product
1712         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1713                 __isl_take isl_set *set1,
1714                 __isl_take isl_set *set2);
1715         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1716                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1717                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1718         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1719                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1720                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1721         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1722                 __isl_take isl_map *map1,
1723                 __isl_take isl_map *map2);
1724         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1725                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1726                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1727         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1728                 __isl_take isl_map *map1,
1729                 __isl_take isl_map *map2);
1730         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1731                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1732                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1734 The above functions compute the cross product of the given
1735 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1736 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1737 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1738 instead.
1740         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1741                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1742                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1743         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1744                 __isl_take isl_set *set1,
1745                 __isl_take isl_set *set2);
1746         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1747                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1748                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1749         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1750                 __isl_take isl_map *map1,
1751                 __isl_take isl_map *map2);
1753 =item * Simplification
1755         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1756                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1757                 __isl_take isl_basic_set *context);
1758         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1759                 __isl_take isl_set *context);
1760         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1761                 __isl_take isl_union_set *uset,
1762                 __isl_take isl_union_set *context);
1763         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1764                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1765                 __isl_take isl_basic_map *context);
1766         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1767                 __isl_take isl_map *context);
1768         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1769                 __isl_take isl_union_map *umap,
1770                 __isl_take isl_union_map *context);
1772 The gist operation returns a set or relation that has the
1773 same intersection with the context as the input set or relation.
1774 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1775 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1776 are removed.
1777 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1778 per space.
1780 =back
1782 =head3 Lexicographic Optimization
1784 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1785 the following functions
1786 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1787 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1788 that satisfy C<dom>.
1789 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1790 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1791 has no elements.
1792 In other words, the union of the parameter values
1793 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1794 is equal to C<dom>.
1796         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1797                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1798                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1799                 __isl_give isl_set **empty);
1800         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1801                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1802                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1803                 __isl_give isl_set **empty);
1804         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1805                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1806                 __isl_give isl_set **empty);
1807         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1808                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1809                 __isl_give isl_set **empty);
1811 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1812 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1813 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1814 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1816         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1817                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1818         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1819                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1820         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1821                 __isl_take isl_set *set);
1822         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1823                 __isl_take isl_set *set);
1824         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1825                 __isl_take isl_union_set *uset);
1826         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1827                 __isl_take isl_union_set *uset);
1829 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1830 the following functions
1831 compute a relation that maps each element of C<dom>
1832 to the single lexicographic minimum or maximum
1833 of the elements that are associated to that same
1834 element in C<map> (or C<bmap>).
1835 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1836 that contains the elements in C<dom> that do not map
1837 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1838 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1839 is equal to C<dom>.
1841         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1842                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1843                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1844                 __isl_give isl_set **empty);
1845         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1846                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1847                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1848                 __isl_give isl_set **empty);
1849         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1850                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1851                 __isl_give isl_set **empty);
1852         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1853                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1854                 __isl_give isl_set **empty);
1856 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1857 return a map mapping each element in the domain of
1858 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1859 of all elements associated to that element.
1860 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1862         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1863                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1864         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1865                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1866         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1867                 __isl_take isl_map *map);
1868         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1869                 __isl_take isl_map *map);
1870         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1871                 __isl_take isl_union_map *umap);
1872         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1873                 __isl_take isl_union_map *umap);
1875 =head2 Matrices
1877 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1879         #include <isl/mat.h>
1880         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1881                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1882         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1883         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1885 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1886 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1888         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1889         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1890         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1891                 int row, int col, isl_int *v);
1892         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1893                 int row, int col, isl_int v);
1894         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1895                 int row, int col, int v);
1897 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1898 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1900 The following function can be used to compute the (right) inverse
1901 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1902 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1903 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1905         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1907 The following function can be used to compute the (right) kernel
1908 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1909 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1911         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1913 =head2 Points
1915 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1916 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1917 individual elements of a set.
1918 The zero point (the origin) can be created using
1920         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1922 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1923 using
1925         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1926                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1927         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1928                 __isl_take isl_point *pnt,
1929                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1931         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1932                 __isl_take isl_point *pnt,
1933                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1934         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1935                 __isl_take isl_point *pnt,
1936                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1938 Points can be copied or freed using
1940         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1941                 __isl_keep isl_point *pnt);
1942         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1944 A singleton set can be created from a point using
1946         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1947                 __isl_take isl_point *pnt);
1948         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1949                 __isl_take isl_point *pnt);
1951 and a box can be created from two opposite extremal points using
1953         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1954                 __isl_take isl_point *pnt1,
1955                 __isl_take isl_point *pnt2);
1956         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1957                 __isl_take isl_point *pnt1,
1958                 __isl_take isl_point *pnt2);
1960 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1961 the following functions.
1963         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1964                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1965                 void *user);
1966         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1967                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1968                 void *user);
1970 The function C<fn> is called for each integer point in
1971 C<set> with as second argument the last argument of
1972 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1973 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1974 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1975 enumerating and return C<-1> as well.
1976 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1977 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1979 To obtain a single point of a (basic) set, use
1981         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1982                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1983         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1984                 __isl_take isl_set *set);
1986 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1987 resulting point will be ``void'', a property that can be
1988 tested using
1990         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1992 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1994 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1995 a parametric point to a rational value.
1996 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1997 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1998 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1999 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2000 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2001 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2002 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2003 the value is assumed to be zero.
2004 For example, the piecewise quasipolynomial
2006         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2008 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2009 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2010 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2011 defined over different domains.
2012 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2013 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2014 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2015 the number of points in the map
2017         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2019 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2021 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2022 using the following functions.
2024         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2025                 __isl_take isl_printer *p,
2026                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2028         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2029                 __isl_take isl_printer *p,
2030                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2032         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2033                 __isl_take isl_printer *p,
2034                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2036 The output format of the printer
2037 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2038 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2039 is supported.
2040 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2041 to set the names of all dimensions
2043         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2044                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2045                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2046                 const char *s);
2047         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2048         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2049                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2050                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2051                 const char *s);
2053 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2055 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2056 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2057 operations such as addition and multiplication
2058 on the resulting quasipolynomials
2060         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2061                 __isl_take isl_dim *dim);
2062         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2063                 __isl_take isl_dim *dim);
2064         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2065                 __isl_take isl_dim *dim);
2066         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2067                 __isl_take isl_dim *dim);
2068         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2069                 __isl_take isl_dim *dim);
2070         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2071                 __isl_take isl_dim *dim,
2072                 const isl_int n, const isl_int d);
2073         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2074                 __isl_take isl_div *div);
2075         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2076                 __isl_take isl_dim *dim,
2077                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2079 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2080 with a single cell can be created using the following functions.
2081 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2082 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2084         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2085                 __isl_take isl_dim *dim);
2086         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2087                 __isl_take isl_set *set,
2088                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2090         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2091                 __isl_take isl_dim *dim);
2092         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2093                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2094         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2095                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2096                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2098 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2099 functions.
2101         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2102                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2103         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2105         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2106                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2107         void isl_pw_qpolynomial_free(
2108                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2110         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2111                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2112         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2113                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2115 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2117 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2118 piecewise quasipolynomial, use the following function
2120         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2121                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2122                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2123                 void *user);
2125 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2126 specification, use
2128         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2129         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2130                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2131                 __isl_take isl_dim *dim);
2133 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2134 use either of the following two functions
2136         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2137                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2138                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2139                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2140                           void *user), void *user);
2141         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2142                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2143                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2144                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2145                           void *user), void *user);
2147 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2148 and C<-1> on failure.  The difference between
2149 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2150 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2151 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2152 compute unique representations for all existentially quantified
2153 variables and then turn these existentially quantified variables
2154 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2155 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2156 will not have any existentially quantified variables, but that
2157 the dimensions of the sets may be different for different
2158 invocations of C<fn>.
2160 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2163         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2164                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2165                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2166                           void *user), void *user);
2168 The terms themselves can be inspected and freed using
2169 these functions
2171         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2172                 enum isl_dim_type type);
2173         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2174                 isl_int *n);
2175         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2176                 isl_int *d);
2177         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2178                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2179         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2180                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2181         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2183 Each term is a product of parameters, set variables and
2184 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2185 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2186 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2187 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2188 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2190 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2192 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2193 use the following function.
2195         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2196                 isl_int *n, isl_int *d);
2198 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2199 then the numerator and denominator of the constant
2200 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2202 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2204         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2205                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2206         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2207                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2208                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2209         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2210                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2211                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2212         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2213                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2214                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2215         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2216                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2218         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2219                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2220                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2221         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2222                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2223                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2224         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2225                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2226                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2227         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2228                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2229         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2230                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2231                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2233         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2234                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2235                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2236         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2237                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2238                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2239         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2240                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2241                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2243         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2244                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2245                 __isl_take isl_point *pnt);
2247         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2248                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2249                 __isl_take isl_point *pnt);
2251         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2252                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2253         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2254                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2255                 __isl_take isl_set *set);
2257         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2258                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2259         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2260                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2261                 __isl_take isl_union_set *uset);
2263         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2264                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2266         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2267                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2268                 __isl_take isl_set *context);
2270         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2271                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2272                 __isl_take isl_union_set *context);
2274 The gist operation applies the gist operation to each of
2275 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2276 The context is also exploited
2277 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2279         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2280                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2281         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2282         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2283                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2285 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2286 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2287 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2288 will lie somewhere in between.
2290 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2292 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2293 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2294 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2295 The objects are mainly used to represent the result of
2296 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2297 i.e., as the result of the following function.
2299         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2300                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2301                 enum isl_fold type, int *tight);
2303         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2304                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2305                 enum isl_fold type, int *tight);
2307 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2308 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2309 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2310 of the parameters there is at least
2311 one element in the domain that reaches the bound.
2312 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2313 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2314 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2315 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2316 wrapped relation becomes the domain of the result.
2318 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2319 following functions.
2321         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2322                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2323         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2324                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2325         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2326                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2327         void isl_qpolynomial_fold_free(
2328                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2329         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2330                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2331         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2332                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2334 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2336 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2337 using the following function.
2339         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2340                 __isl_take isl_printer *p,
2341                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2342         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2343                 __isl_take isl_printer *p,
2344                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2346 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2347 output format of the printer
2348 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2349 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2350 output format of the printer
2351 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2352 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2353 to set the names of all dimensions
2355         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2356         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2357                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2358                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2359                 const char *s);
2361 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2363 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2364 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2366         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2367                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2368                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2369                             void *user), void *user);
2371 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2372 use either of the following two functions
2374         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2375                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2376                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2377                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2378                           void *user), void *user);
2379         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2380                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2381                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2382                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2383                           void *user), void *user);
2385 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2386 of the difference between these two functions.
2388 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2390         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2391                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2392                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2393                           void *user), void *user);
2395 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2397         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2398                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2399                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2401         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2402                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2403                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2405         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2406                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2407                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2409         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2410                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2411                 __isl_take isl_point *pnt);
2413         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2414                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2415                 __isl_take isl_point *pnt);
2417         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2418                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2419         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2420                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2421                 __isl_take isl_union_set *uset);
2423         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2424                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2426         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2427                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2429         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2430                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2431                 __isl_take isl_set *context);
2433         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2434                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2435                 __isl_take isl_union_set *context);
2437 The gist operation applies the gist operation to each of
2438 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2439 In future, the operation will also exploit the context
2440 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2442         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2443         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2444                 __isl_take isl_set *set,
2445                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2446                 int *tight);
2447         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2448         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2449                 __isl_take isl_map *map,
2450                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2451                 int *tight);
2452         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2453         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2454                 __isl_take isl_union_set *uset,
2455                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2456                 int *tight);
2457         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2458         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2459                 __isl_take isl_union_map *umap,
2460                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2461                 int *tight);
2463 The functions taking a map
2464 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2465 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2466 over all elements in the intersection of the range of the map
2467 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2468 as a function of an element in the domain of the map.
2469 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2470 intersection of the set and the domain of the
2471 piecewise quasipolynomial reduction.
2473 =head2 Dependence Analysis
2475 C<isl> contains specialized functionality for performing
2476 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2477 and a collection of possible I<source> access relations,
2478 C<isl> can compute relations that describe
2479 for each iteration of the sink access, which iteration
2480 of which of the source access relations was the last
2481 to access the same data element before the given iteration
2482 of the sink access.
2483 To compute standard flow dependences, the sink should be
2484 a read, while the sources should be writes.
2485 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2486 accesses, then there will be a dependence to the last
2487 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2488 this last I<must> access.
2489 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2490 then memory based dependence analysis is performed.
2491 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2492 then value based dependence analysis is performed.
2494         #include <isl/flow.h>
2496         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2498         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2499                 __isl_take isl_map *sink,
2500                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2501                 int max_source);
2502         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2503                 __isl_take isl_access_info *acc,
2504                 __isl_take isl_map *source, int must,
2505                 void *source_user);
2506         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2508         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2509                 __isl_take isl_access_info *acc);
2511         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2512                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2513                           void *dep_user, void *user),
2514                 void *user);
2515         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2516                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2517         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2519 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2520 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2521 the input for this function or to read off the output.
2523 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2524 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2525 The arguments to this functions are the sink access relation
2526 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2527 access to the user, a callback function for specifying the
2528 relative order of source and sink accesses, and the number
2529 of source access relations that will be added.
2530 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2531 The function is called with two user supplied tokens identifying
2532 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2533 level and the relative order of the two accesses.
2534 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2535 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2536 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2537 it should return I<2 * n>.
2538 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2539 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2540 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2541 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2542 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2543 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2544 The C<source_user> token is again used to identify
2545 the source access.  The range of the source access relation
2546 C<source> should have the same dimension as the range
2547 of the sink access relation.
2548 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2549 called explicitly, because it is called implicitly by
2550 C<isl_access_info_compute_flow>.
2552 The result of the dependence analysis is collected in an
2553 C<isl_flow>.  There may be elements of
2554 the sink access for which no preceding source access could be
2555 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2556 The relations containing these elements can be obtained through
2557 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2558 and the second with C<must> unset.
2559 In the case of standard flow dependence analysis,
2560 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2561 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2562 array elements and the second relation is empty.
2563 The actual flow dependences can be extracted using
2564 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2565 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2566 a source and the sink.  The callback function is called
2567 with four arguments, the actual flow dependence relation
2568 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2569 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2570 identifying the source and an additional C<void *> with value
2571 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2572 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2573 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2575 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2576 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2578 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2579 by the following function.
2581         #include <isl/flow.h>
2583         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2584                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2585                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2586                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2587                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2588                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2589                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2590                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2592 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2593 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2594 of the domains of the accesses and of the schedule.
2595 The relative order of the iteration domains is given by the
2596 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2597 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2598 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2599 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2600 any of the other arguments is treated as an error.
2602 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2604 The parametric vertex enumeration described in this section
2605 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2606 library.
2608         #include <isl/vertices.h>
2609         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2610                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2612 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2613 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2614 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2615 This information can be queried by either iterating over all
2616 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2617 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2619         int isl_vertices_foreach_vertex(
2620                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2621                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2622                 void *user);
2624         int isl_vertices_foreach_cell(
2625                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2626                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2627                 void *user);
2628         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2629                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2630                 void *user);
2632 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2633 the following.
2635         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2636                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2637         int isl_vertices_get_n_vertices(
2638                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2639         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2641 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2643         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2644         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2645         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2646                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2647         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2648                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2649         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2651 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2652 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2653 of the vertex.
2654 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2655 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2656 and should not be mixed with integer sets.
2658 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2660         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2661         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2662                 __isl_keep isl_cell *cell);
2663         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2665 =head1 Applications
2667 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2668 it also contains some basic applications that use some
2669 of the functionality of C<isl>.
2670 The input may be specified in either the L<isl format>
2671 or the L<PolyLib format>.
2673 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2675 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2676 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2677 The first column in the output is the denominator and is always
2678 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2679 then a vector of length zero is printed.
2681 =head2 C<isl_pip>
2683 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2684 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2685 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2686 of constraints on a parametric polyhedron.
2687 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2688 (but before the final constant column).
2689 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2690 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2691 is just a dump of the internal state.
2693 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2695 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2696 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2697 If an affine objective function
2698 is given, then the constant should appear in the last column.
2700 =head2 C<isl_polytope_scan>
2702 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2703 all integer points in the polytope.
2705 =head1 C<isl-polylib>
2707 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2708 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2709 The library is distributed separately for licensing reasons.
2711         #include <isl_set_polylib.h>
2712         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2713                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2714         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2715                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2716         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2717                 __isl_take isl_dim *dim);
2718         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2720         #include <isl_map_polylib.h>
2721         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2722                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2723         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2724                 __isl_take isl_dim *dim);
2725         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2726                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2727         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);