export isl_basic_set_remove_redundancies
[isl.git] / doc / user.pod
blobc7639f446309300f87507ba4efc914bbb27d7013
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head1 Installation
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
90 =head2 Installation from the git repository
92 =over
94 =item 1 Clone or update the repository
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
103         git pull
105 =item 2 Generate C<configure>
107         ./autogen.sh
109 =back
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
114 =head2 Common installation instructions
116 =over
118 =item 1 Obtain C<GMP>
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
126 =item 2 Configure
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
131         ./configure
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
136         ./configure --help
138 Below we discuss some of the more common options.
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
150 =over
152 =item C<--prefix>
154 Installation prefix for C<isl>
156 =item C<--with-gmp-prefix>
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
164 =item C<--with-piplib>
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
168 =item C<--with-piplib-prefix>
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
176 =item C<--with-piplib-builddir>
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
180 =back
182 =item 3 Compile
184         make
186 =item 4 Install (optional)
188         make install
190 =back
192 =head1 Library
194 =head2 Initialization
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
214 =head2 Integers
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
235 =over
237 =item isl_int_init(i)
239 =item isl_int_clear(i)
241 =item isl_int_set(r,i)
243 =item isl_int_set_si(r,i)
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
249 =item isl_int_abs(r,i)
251 =item isl_int_neg(r,i)
253 =item isl_int_swap(i,j)
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
261 =item isl_int_add(r,i,j)
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
287 =item isl_int_read(r,s)
289 =item isl_int_print(out,i,width)
291 =item isl_int_sgn(i)
293 =item isl_int_cmp(i,j)
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
297 =item isl_int_eq(i,j)
299 =item isl_int_ne(i,j)
301 =item isl_int_lt(i,j)
303 =item isl_int_le(i,j)
305 =item isl_int_gt(i,j)
307 =item isl_int_ge(i,j)
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
319 =item isl_int_is_zero(i)
321 =item isl_int_is_one(i)
323 =item isl_int_is_negone(i)
325 =item isl_int_is_pos(i)
327 =item isl_int_is_neg(i)
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
335 =back
337 =head2 Sets and Relations
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
355 =head2 Memory Management
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
372 =over
374 =item C<__isl_give>
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
385 =item C<__isl_take>
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
398 =item C<__isl_keep>
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
406 =back
408 =head2 Dimension Specifications
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
459         #include <isl/constraint.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
461                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
463         #include <isl/polynomial.h>
464         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
466         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
467                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
468         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
469                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
470         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
471                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
473 The names of the individual dimensions may be set or read off
474 using the following functions.
476         #include <isl/dim.h>
477         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
478                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
479                                  __isl_keep const char *name);
480         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
481                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
483 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
484 data structure, so the result can only be used while the
485 corresponding C<isl_dim> is alive.
486 Also note that every function that operates on two sets or relations
487 requires that both arguments have the same parameters.  This also
488 means that if one of the arguments has named parameters, then the
489 other needs to have named parameters too and the names need to match.
490 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
491 have different parameters (as long as they are named), in which case
492 the result will have as parameters the union of the parameters of
493 the arguments.
495 The names of entire spaces may be set or read off
496 using the following functions.
498         #include <isl/dim.h>
499         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
500                 __isl_take isl_dim *dim,
501                 enum isl_dim_type type, const char *s);
502         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
503                 enum isl_dim_type type);
505 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
506 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
507 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
508 data structure.
509 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
510 to have the same name.
512 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
513 the domain or range of a relation can be a nested relation.
514 The following functions can be used to construct and deconstruct
515 such nested dimension specifications.
517         #include <isl/dim.h>
518         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
519         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
522 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
523 be the dimension specification of a set, while that of
524 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
525 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
526 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
527 of a set.
529 Dimension specifications can be created from other dimension
530 specifications using the following functions.
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
534         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
536         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
538                 __isl_take isl_dim *right);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
542                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
546                 __isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
549 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
550 the name and the internal structure are lost.
552 =head2 Input and Output
554 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
555 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
556 in some cases.
558 =head3 C<isl> format
560 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
561 syntax for describing the parameters and allows for the definition
562 of an existentially quantified variable as the integer division
563 of an affine expression.
564 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
565 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
567         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
568                                 i - 10 a <= 6) }
570 A set or relation can have several disjuncts, separated
571 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
572 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
573 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
574 C<and>.
576 =head3 C<PolyLib> format
578 If the represented set is a union, then the first line
579 contains a single number representing the number of disjuncts.
580 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
582 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
583 The first line contains two numbers representing
584 the number of rows and columns,
585 where the number of rows is equal to the number of constraints
586 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
587 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
588 In each row, the first column indicates whether the constraint
589 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
590 corresponds to the constant term.
592 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
593 appear in the last columns before the constant column.
594 The coefficients of any existentially quantified variables appear
595 between those of the set variables and those of the parameters.
597 =head3 Extended C<PolyLib> format
599 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
600 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
601 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
602 also contains four additional numbers:
603 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
604 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
605 quantified variables) and the number of parameters.
606 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
607 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
608 dimensions is zero.
610 =head3 Input
612         #include <isl/set.h>
613         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
614                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
616                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
617         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
618                 FILE *input, int nparam);
619         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
620                 const char *str, int nparam);
622         #include <isl/map.h>
623         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
624                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
626                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
627         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
628                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
629         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
630                 const char *str, int nparam);
632         #include <isl/union_set.h>
633         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
634                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
635         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
636                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
638         #include <isl/union_map.h>
639         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
640                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
642                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
644 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
645 or the C<isl> format.
646 C<nparam> specifies how many of the final columns in
647 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
648 If input is given in the C<isl> format, then the number
649 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
650 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
651 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
652 are assumed in the C<PolyLib> format.
654 =head3 Output
656 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
657 be created.
659         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
660                 FILE *file);
661         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
662         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
663         __isl_give char *isl_printer_get_str(
664                 __isl_keep isl_printer *printer);
666 The behavior of the printer can be modified in various ways
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
669                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
671                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
673                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
674         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
675                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
677 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
678 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
679 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
680 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
681 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
682 In the C<PolyLib> format output,
683 the coefficients of the existentially quantified variables
684 appear between those of the set variables and those
685 of the parameters.
687 To actually print something, use
689         #include <isl/set.h>
690         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
691                 __isl_take isl_printer *printer,
692                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
693         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
694                 __isl_take isl_printer *printer,
695                 __isl_keep isl_set *set);
697         #include <isl/map.h>
698         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
699                 __isl_take isl_printer *printer,
700                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
701         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
702                 __isl_take isl_printer *printer,
703                 __isl_keep isl_map *map);
705         #include <isl/union_set.h>
706         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
707                 __isl_take isl_printer *p,
708                 __isl_keep isl_union_set *uset);
710         #include <isl/union_map.h>
711         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
712                 __isl_take isl_printer *p,
713                 __isl_keep isl_union_map *umap);
715 When called on a file printer, the following function flushes
716 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
718         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
719                 __isl_take isl_printer *p);
721 =head2 Creating New Sets and Relations
723 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
725 =over
727 =item * Empty sets and relations
729         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
737         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
738                 __isl_take isl_dim *dim);
739         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
740                 __isl_take isl_dim *dim);
742 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
743 is only used to specify the parameters.
745 =item * Universe sets and relations
747         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
751         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
752                 __isl_take isl_dim *dim);
753         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
754                 __isl_take isl_dim *dim);
755         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
756                 __isl_take isl_union_set *uset);
757         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
758                 __isl_take isl_union_map *umap);
760 The sets and relations constructed by the functions above
761 contain all integer values, while those constructed by the
762 functions below only contain non-negative values.
764         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
765                 __isl_take isl_dim *dim);
766         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
767                 __isl_take isl_dim *dim);
768         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
769                 __isl_take isl_dim *dim);
770         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
771                 __isl_take isl_dim *dim);
773 =item * Identity relations
775         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
776                 __isl_take isl_dim *dim);
777         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
778                 __isl_take isl_dim *dim);
780 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
781 to be the same.
783 =item * Lexicographic order
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
786                 __isl_take isl_dim *set_dim);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
788                 __isl_take isl_dim *set_dim);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
790                 __isl_take isl_dim *set_dim);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
792                 __isl_take isl_dim *set_dim);
793         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
794                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
795         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
796                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
797         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
798                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
799         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
800                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
802 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
803 and return relations that express that the elements in the domain
804 are lexicographically less
805 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
806 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
807 than the elements in the range.
808 The last four functions take a dimension specification for a map
809 and return relations that express that the first C<n> dimensions
810 in the domain are lexicographically less
811 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
812 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
813 than the first C<n> dimensions in the range.
815 =back
817 A basic set or relation can be converted to a set or relation
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
821                 __isl_take isl_basic_set *bset);
822         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
823                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
825 Sets and relations can be converted to union sets and relations
826 using the following functions.
828         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
829                 __isl_take isl_map *map);
830         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
831                 __isl_take isl_set *set);
833 Sets and relations can be copied and freed again using the following
834 functions.
836         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
837                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
838         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
839         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
840                 __isl_keep isl_union_set *uset);
841         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
842                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
843         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
844         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
845                 __isl_keep isl_union_map *umap);
846         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
847         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
848         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
849         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
850         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
851         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
853 Other sets and relations can be constructed by starting
854 from a universe set or relation, adding equality and/or
855 inequality constraints and then projecting out the
856 existentially quantified variables, if any.
857 Constraints can be constructed, manipulated and
858 added to basic sets and relations using the following functions.
860         #include <isl/constraint.h>
861         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
862                 __isl_take isl_dim *dim);
863         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
864                 __isl_take isl_dim *dim);
865         void isl_constraint_set_constant(
866                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
867         void isl_constraint_set_coefficient(
868                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
869                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
870         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
871                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
872                 __isl_take isl_constraint *constraint);
873         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
874                 __isl_take isl_basic_set *bset,
875                 __isl_take isl_constraint *constraint);
877 For example, to create a set containing the even integers
878 between 10 and 42, you would use the following code.
880         isl_int v;
881         struct isl_dim *dim;
882         struct isl_constraint *c;
883         struct isl_basic_set *bset;
885         isl_int_init(v);
886         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
887         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
889         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
890         isl_int_set_si(v, -1);
891         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
892         isl_int_set_si(v, 2);
893         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
894         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
896         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
897         isl_int_set_si(v, -10);
898         isl_constraint_set_constant(c, v);
899         isl_int_set_si(v, 1);
900         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
901         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
903         c = isl_inequality_alloc(dim);
904         isl_int_set_si(v, 42);
905         isl_constraint_set_constant(c, v);
906         isl_int_set_si(v, -1);
907         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
908         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
910         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
912         isl_int_clear(v);
914 Or, alternatively,
916         struct isl_basic_set *bset;
917         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
918                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
920 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
921 describing the equalities and the inequalities.
923         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
924                 __isl_take isl_dim *dim,
925                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
926                 enum isl_dim_type c1,
927                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
928                 enum isl_dim_type c4);
929         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
930                 __isl_take isl_dim *dim,
931                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
932                 enum isl_dim_type c1,
933                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
934                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
936 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
937 different kinds of variables appear in the input matrices
938 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
939 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
940 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
941 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
943 =head2 Inspecting Sets and Relations
945 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
946 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
947 explained in the following sections.
948 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
949 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
950 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
951 an explicit representation of the existentially quantified variables.
953         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
954                 __isl_take isl_set *set);
955         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
956                 __isl_take isl_map *map);
957         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
958                 __isl_take isl_union_set *uset);
959         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
960                 __isl_take isl_union_map *umap);
962 This explicit representation defines the existentially quantified
963 variables as integer divisions of the other variables, possibly
964 including earlier existentially quantified variables.
965 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
966 has a unique value when the values of the other variables are known.
967 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
968 with the same explicit representations, should appear in the
969 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
970 either of the following functions.
972         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
973                 __isl_take isl_set *set);
974         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
975                 __isl_take isl_map *map);
977 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
978 using the following functions, which compute an overapproximation.
980         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
981                 __isl_take isl_basic_set *bset);
982         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
983                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
984         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
985                 __isl_take isl_set *set);
986         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
987                 __isl_take isl_map *map);
989 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
991         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
992                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
993                 void *user);
994         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
995                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
996                 void *user);
998 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
999 from
1001         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1002         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1004 To extract the set or map from a union with a given dimension
1005 specification, use
1007         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1008                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1009                 __isl_take isl_dim *dim);
1010         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1011                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1012                 __isl_take isl_dim *dim);
1014 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1016         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1017                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1018                 void *user);
1019         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1020                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1021                 void *user);
1023 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1024 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1025 occurs, the above functions will return -1.
1027 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1028 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1029 If this is required, then the user should call one of
1030 the following functions first.
1032         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1033                 __isl_take isl_set *set);
1034         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1035                 __isl_take isl_map *map);
1037 The number of basic sets in a set can be obtained
1038 from
1040         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1042 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1044         #include <isl/constraint.h>
1046         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1047                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1048                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1049                 void *user);
1050         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1052 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1053 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1054 occurs, the above functions will return -1.
1055 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1056 Use the following function to find out whether a constraint
1057 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1059         int isl_constraint_is_equality(
1060                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1062 The coefficients of the constraints can be inspected using
1063 the following functions.
1065         void isl_constraint_get_constant(
1066                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1067         void isl_constraint_get_coefficient(
1068                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1069                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1071 The explicit representations of the existentially quantified
1072 variables can be inspected using the following functions.
1073 Note that the user is only allowed to use these functions
1074 if the inspected set or map is the result of a call
1075 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1077         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1078                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1079         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1080         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1081                 isl_int *v);
1082         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1083                 isl_int *v);
1084         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1085                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1087 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1088 form, use the following functions.
1090         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1091                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1092                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1093                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1094         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1095                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1096                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1097                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1098         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1099                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1100                 enum isl_dim_type c1,
1101                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1102                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1103         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1104                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1105                 enum isl_dim_type c1,
1106                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1107                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1109 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1110 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1111 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1112 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1114 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1115 read off using the following functions.
1117         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1118                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1119         const char *isl_set_get_tuple_name(
1120                 __isl_keep isl_set *set);
1121         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1122                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1123                 enum isl_dim_type type);
1124         const char *isl_map_get_tuple_name(
1125                 __isl_keep isl_map *map,
1126                 enum isl_dim_type type);
1128 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1129 an internal data structure.
1130 The names of individual dimensions can be read off using
1131 the following functions.
1133         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1134                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1136         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1137                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1138                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1139         const char *isl_set_get_dim_name(
1140                 __isl_keep isl_set *set,
1141                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1142         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1143                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1144                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1145         const char *isl_map_get_dim_name(
1146                 __isl_keep isl_map *map,
1147                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1149 These functions are mostly useful to obtain the names
1150 of the parameters.
1152 =head2 Properties
1154 =head3 Unary Properties
1156 =over
1158 =item * Emptiness
1160 The following functions test whether the given set or relation
1161 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1162 any computations, but simply check if the given set or relation
1163 is already known to be empty.
1165         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1166         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1167         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1168         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1169         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1170         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1171         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1172         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1173         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1174         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1176 =item * Universality
1178         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1179         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1180         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1182 =item * Single-valuedness
1184         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1185         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1187 =item * Injectivity
1189         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1190         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1191         int isl_union_map_plain_is_injective(
1192                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1193         int isl_union_map_is_injective(
1194                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1196 =item * Bijectivity
1198         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1199         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1201 =item * Wrapping
1203 The following functions check whether the domain of the given
1204 (basic) set is a wrapped relation.
1206         int isl_basic_set_is_wrapping(
1207                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1208         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1210 =item * Internal Product
1212         int isl_basic_map_can_zip(
1213                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1214         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1216 Check whether the product of domain and range of the given relation
1217 can be computed,
1218 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1220 =back
1222 =head3 Binary Properties
1224 =over
1226 =item * Equality
1228         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1229                 __isl_keep isl_set *set2);
1230         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1231                 __isl_keep isl_set *set2);
1232         int isl_union_set_is_equal(
1233                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1234                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1235         int isl_basic_map_is_equal(
1236                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1237                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1238         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1239                 __isl_keep isl_map *map2);
1240         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1241                 __isl_keep isl_map *map2);
1242         int isl_union_map_is_equal(
1243                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1244                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1246 =item * Disjointness
1248         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1249                 __isl_keep isl_set *set2);
1251 =item * Subset
1253         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1254                 __isl_keep isl_set *set2);
1255         int isl_set_is_strict_subset(
1256                 __isl_keep isl_set *set1,
1257                 __isl_keep isl_set *set2);
1258         int isl_union_set_is_subset(
1259                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1260                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1261         int isl_union_set_is_strict_subset(
1262                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1263                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1264         int isl_basic_map_is_subset(
1265                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1266                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1267         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1268                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1269                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1270         int isl_map_is_subset(
1271                 __isl_keep isl_map *map1,
1272                 __isl_keep isl_map *map2);
1273         int isl_map_is_strict_subset(
1274                 __isl_keep isl_map *map1,
1275                 __isl_keep isl_map *map2);
1276         int isl_union_map_is_subset(
1277                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1278                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1279         int isl_union_map_is_strict_subset(
1280                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1281                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1283 =back
1285 =head2 Unary Operations
1287 =over
1289 =item * Complement
1291         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1292                 __isl_take isl_set *set);
1294 =item * Inverse map
1296         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1297                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1298         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1299                 __isl_take isl_map *map);
1300         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1301                 __isl_take isl_union_map *umap);
1303 =item * Projection
1305         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1306                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1307                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1308         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1309                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1310                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1311         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1312                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1313         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1314                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1315         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1316                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1317         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1318                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1319         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1320                 __isl_take isl_map *bmap);
1321         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1322                 __isl_take isl_map *map);
1323         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1324                 __isl_take isl_union_map *umap);
1325         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1326                 __isl_take isl_union_map *umap);
1328         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1329                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1330         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1331                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1332         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1333         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1334         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1335                 __isl_take isl_union_map *umap);
1336         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1337                 __isl_take isl_union_map *umap);
1339 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1340 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1342 =item * Elimination
1344         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1345                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1346                 unsigned first, unsigned n);
1348 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1349 without removing the dimensions.
1351 =item * Identity
1353         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1354                 __isl_take isl_set *set);
1355         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1356                 __isl_take isl_union_set *uset);
1358 Construct an identity relation on the given (union) set.
1360 =item * Deltas
1362         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1363                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1364         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1365         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1366                 __isl_take isl_union_map *umap);
1368 These functions return a (basic) set containing the differences
1369 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1371         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1372                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1373         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1374                 __isl_take isl_map *map);
1375         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1376                 __isl_take isl_union_map *umap);
1378 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1379 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1381 =item * Coalescing
1383 Simplify the representation of a set or relation by trying
1384 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1385 basic set or relation.
1387         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1388         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1389         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1390                 __isl_take isl_union_set *uset);
1391         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1392                 __isl_take isl_union_map *umap);
1394 =item * Detecting equalities
1396         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1397                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1398         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1399                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1400         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1401                 __isl_take isl_set *set);
1402         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1403                 __isl_take isl_map *map);
1404         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1405                 __isl_take isl_union_set *uset);
1406         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1407                 __isl_take isl_union_map *umap);
1409 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1410 equalities.
1412 =item * Removing redundant constraints
1414         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1415                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1416         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1417                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1419 =item * Convex hull
1421         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1422                 __isl_take isl_set *set);
1423         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1424                 __isl_take isl_map *map);
1426 If the input set or relation has any existentially quantified
1427 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1429 =item * Simple hull
1431         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1432                 __isl_take isl_set *set);
1433         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1434                 __isl_take isl_map *map);
1435         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1436                 __isl_take isl_union_map *umap);
1438 These functions compute a single basic set or relation
1439 that contains the whole input set or relation.
1440 In particular, the output is described by translates
1441 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1443 =begin latex
1445 (See \autoref{s:simple hull}.)
1447 =end latex
1449 =item * Affine hull
1451         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1452                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1453         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1454                 __isl_take isl_set *set);
1455         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1456                 __isl_take isl_union_set *uset);
1457         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1458                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1459         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1460                 __isl_take isl_map *map);
1461         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1462                 __isl_take isl_union_map *umap);
1464 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1465 per space.
1467 =item * Polyhedral hull
1469         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1470                 __isl_take isl_set *set);
1471         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1472                 __isl_take isl_map *map);
1473         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1474                 __isl_take isl_union_set *uset);
1475         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1476                 __isl_take isl_union_map *umap);
1478 These functions compute a single basic set or relation
1479 not involving any existentially quantified variables
1480 that contains the whole input set or relation.
1481 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1482 per space.
1484 =item * Dual
1486 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1487 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1488 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1489 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1490 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1491 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1492 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1493 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1494 in future.  In particular, future implementations may use different
1495 dualization algorithms or skip the elimination step.
1497         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1498                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1499         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1500                 __isl_take isl_set *set);
1501         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1502                 __isl_take isl_union_set *bset);
1503         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1504                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1505         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1506                 __isl_take isl_set *set);
1507         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1508                 __isl_take isl_union_set *bset);
1510 =item * Power
1512         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1513                 int *exact);
1514         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1515                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1517 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1518 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1519 I<k>th power of C<map>.
1520 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1521 then C<*exact> is set to C<1>.
1523 =item * Transitive closure
1525         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1526                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1527         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1528                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1530 Compute the transitive closure of C<map>.
1531 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1532 then C<*exact> is set to C<1>.
1534 =item * Reaching path lengths
1536         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1537                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1539 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1540 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1541 end up in the given element.
1542 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1543 then C<*exact> is set to C<1>.
1544 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1545 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1546 In particular, if the input relation is a dependence relation
1547 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1548 to the free schedule.
1549 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1550 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1551 the overapproximation), then you will get an error message.
1553 =item * Wrapping
1555         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1556                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1557         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1558                 __isl_take isl_map *map);
1559         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1560                 __isl_take isl_union_map *umap);
1561         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1562                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1563         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1564                 __isl_take isl_set *set);
1565         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1566                 __isl_take isl_union_set *uset);
1568 =item * Flattening
1570 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1571 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1572 then the name of the space is also removed.
1574         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1575                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1576         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1577                 __isl_take isl_set *set);
1578         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1579                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1580         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1581                 __isl_take isl_map *map);
1583         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1584                 __isl_take isl_set *set);
1586 The function above constructs a relation
1587 that maps the input set to a flattened version of the set.
1589 =item * Lifting
1591 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1592 to the existentially quantified variables in the input.
1593 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1594 is the original space and the range corresponds to the original
1595 existentially quantified variables.
1597         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1598                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1599         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1600                 __isl_take isl_set *set);
1601         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1602                 __isl_take isl_union_set *uset);
1604 =item * Internal Product
1606         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1607                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1608         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1609                 __isl_take isl_map *map);
1610         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1611                 __isl_take isl_union_map *umap);
1613 Given a relation with nested relations for domain and range,
1614 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1616 =item * Dimension manipulation
1618         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1619                 __isl_take isl_set *set,
1620                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1621         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1622                 __isl_take isl_map *map,
1623                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1625 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1626 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1627 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1628 to add new parameters.
1630 =back
1632 =head2 Binary Operations
1634 The two arguments of a binary operation not only need to live
1635 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1636 the same (number of) parameters.
1638 =head3 Basic Operations
1640 =over
1642 =item * Intersection
1644         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1645                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1646                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1647         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1648                 __isl_take isl_set *set1,
1649                 __isl_take isl_set *set2);
1650         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1651                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1652                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1653         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1654                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1655                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1656         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1657                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1658                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1659         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1660                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1661                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1662         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1663                 __isl_take isl_map *map,
1664                 __isl_take isl_set *set);
1665         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1666                 __isl_take isl_map *map,
1667                 __isl_take isl_set *set);
1668         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1669                 __isl_take isl_map *map1,
1670                 __isl_take isl_map *map2);
1671         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1672                 __isl_take isl_union_map *umap,
1673                 __isl_take isl_union_set *uset);
1674         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1675                 __isl_take isl_union_map *umap,
1676                 __isl_take isl_union_set *uset);
1677         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1678                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1679                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1681 =item * Union
1683         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1684                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1685                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1686         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1687                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1688                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1689         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1690                 __isl_take isl_set *set1,
1691                 __isl_take isl_set *set2);
1692         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1693                 __isl_take isl_map *map1,
1694                 __isl_take isl_map *map2);
1695         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1696                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1697                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1698         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1699                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1700                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1702 =item * Set difference
1704         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1705                 __isl_take isl_set *set1,
1706                 __isl_take isl_set *set2);
1707         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1708                 __isl_take isl_map *map1,
1709                 __isl_take isl_map *map2);
1710         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1711                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1712                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1714                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1715                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1717 =item * Application
1719         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1720                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1721                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1722         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1723                 __isl_take isl_set *set,
1724                 __isl_take isl_map *map);
1725         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1726                 __isl_take isl_union_set *uset,
1727                 __isl_take isl_union_map *umap);
1728         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1729                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1730                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1731         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1732                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1733                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1734         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1735                 __isl_take isl_map *map1,
1736                 __isl_take isl_map *map2);
1737         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1738                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1739                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1740         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1741                 __isl_take isl_map *map1,
1742                 __isl_take isl_map *map2);
1743         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1744                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1745                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1747 =item * Cartesian Product
1749         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1750                 __isl_take isl_set *set1,
1751                 __isl_take isl_set *set2);
1752         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1753                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1754                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1755         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1756                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1757                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1758         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1759                 __isl_take isl_map *map1,
1760                 __isl_take isl_map *map2);
1761         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1762                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1763                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1764         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1765                 __isl_take isl_map *map1,
1766                 __isl_take isl_map *map2);
1767         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1768                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1769                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1771 The above functions compute the cross product of the given
1772 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1773 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1774 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1775 instead.
1777         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1778                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1779                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1780         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1781                 __isl_take isl_set *set1,
1782                 __isl_take isl_set *set2);
1783         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1784                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1785                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1786         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1787                 __isl_take isl_map *map1,
1788                 __isl_take isl_map *map2);
1790 =item * Simplification
1792         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1793                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1794                 __isl_take isl_basic_set *context);
1795         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1796                 __isl_take isl_set *context);
1797         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1798                 __isl_take isl_union_set *uset,
1799                 __isl_take isl_union_set *context);
1800         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1801                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1802                 __isl_take isl_basic_map *context);
1803         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1804                 __isl_take isl_map *context);
1805         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1806                 __isl_take isl_union_map *umap,
1807                 __isl_take isl_union_map *context);
1809 The gist operation returns a set or relation that has the
1810 same intersection with the context as the input set or relation.
1811 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1812 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1813 are removed.
1814 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1815 per space.
1817 =back
1819 =head3 Lexicographic Optimization
1821 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1822 the following functions
1823 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1824 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1825 that satisfy C<dom>.
1826 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1827 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1828 has no elements.
1829 In other words, the union of the parameter values
1830 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1831 is equal to C<dom>.
1833         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1834                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1835                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1836                 __isl_give isl_set **empty);
1837         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1838                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1839                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1840                 __isl_give isl_set **empty);
1841         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1842                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1843                 __isl_give isl_set **empty);
1844         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1845                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1846                 __isl_give isl_set **empty);
1848 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1849 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1850 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1851 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1853         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1854                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1855         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1856                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1857         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1858                 __isl_take isl_set *set);
1859         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1860                 __isl_take isl_set *set);
1861         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1862                 __isl_take isl_union_set *uset);
1863         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1864                 __isl_take isl_union_set *uset);
1866 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1867 the following functions
1868 compute a relation that maps each element of C<dom>
1869 to the single lexicographic minimum or maximum
1870 of the elements that are associated to that same
1871 element in C<map> (or C<bmap>).
1872 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1873 that contains the elements in C<dom> that do not map
1874 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1875 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1876 is equal to C<dom>.
1878         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1879                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1880                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1881                 __isl_give isl_set **empty);
1882         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1883                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1884                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1885                 __isl_give isl_set **empty);
1886         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1887                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1888                 __isl_give isl_set **empty);
1889         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1890                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1891                 __isl_give isl_set **empty);
1893 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1894 return a map mapping each element in the domain of
1895 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1896 of all elements associated to that element.
1897 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1899         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1900                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1901         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1902                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1903         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1904                 __isl_take isl_map *map);
1905         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1906                 __isl_take isl_map *map);
1907         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1908                 __isl_take isl_union_map *umap);
1909         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1910                 __isl_take isl_union_map *umap);
1912 =head2 Matrices
1914 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1916         #include <isl/mat.h>
1917         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1918                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1919         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1920         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1922 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1923 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1925         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
1926         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1927         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1928         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1929                 int row, int col, isl_int *v);
1930         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1931                 int row, int col, isl_int v);
1932         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1933                 int row, int col, int v);
1935 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1936 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1938 The following function can be used to compute the (right) inverse
1939 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1940 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1941 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1943         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1945 The following function can be used to compute the (right) kernel
1946 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1947 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1949         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1951 =head2 Points
1953 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1954 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1955 individual elements of a set.
1956 The zero point (the origin) can be created using
1958         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1960 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1961 using
1963         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1964                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1965         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1966                 __isl_take isl_point *pnt,
1967                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1969         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1970                 __isl_take isl_point *pnt,
1971                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1972         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1973                 __isl_take isl_point *pnt,
1974                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1976 Points can be copied or freed using
1978         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1979                 __isl_keep isl_point *pnt);
1980         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1982 A singleton set can be created from a point using
1984         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1985                 __isl_take isl_point *pnt);
1986         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1987                 __isl_take isl_point *pnt);
1989 and a box can be created from two opposite extremal points using
1991         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1992                 __isl_take isl_point *pnt1,
1993                 __isl_take isl_point *pnt2);
1994         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1995                 __isl_take isl_point *pnt1,
1996                 __isl_take isl_point *pnt2);
1998 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1999 the following functions.
2001         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2002                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2003                 void *user);
2004         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2005                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2006                 void *user);
2008 The function C<fn> is called for each integer point in
2009 C<set> with as second argument the last argument of
2010 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2011 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2012 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2013 enumerating and return C<-1> as well.
2014 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2015 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2017 To obtain a single point of a (basic) set, use
2019         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2020                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2021         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2022                 __isl_take isl_set *set);
2024 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2025 resulting point will be ``void'', a property that can be
2026 tested using
2028         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2030 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2032 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2033 a parametric point to a rational value.
2034 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2035 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2036 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2037 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2038 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2039 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2040 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2041 the value is assumed to be zero.
2042 For example, the piecewise quasipolynomial
2044         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2046 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2047 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2048 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2049 defined over different domains.
2050 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2051 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2052 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2053 the number of points in the map
2055         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2057 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2059 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2060 using the following functions.
2062         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2063                 __isl_take isl_printer *p,
2064                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2066         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2067                 __isl_take isl_printer *p,
2068                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2070         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2071                 __isl_take isl_printer *p,
2072                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2074 The output format of the printer
2075 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2076 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2077 is supported.
2078 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2079 to set the names of all dimensions
2081         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2082                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2083                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2084                 const char *s);
2085         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2086         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2087                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2088                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2089                 const char *s);
2091 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2093 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2094 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2095 operations such as addition and multiplication
2096 on the resulting quasipolynomials
2098         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2099                 __isl_take isl_dim *dim);
2100         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2101                 __isl_take isl_dim *dim);
2102         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2103                 __isl_take isl_dim *dim);
2104         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2105                 __isl_take isl_dim *dim);
2106         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2107                 __isl_take isl_dim *dim);
2108         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2109                 __isl_take isl_dim *dim,
2110                 const isl_int n, const isl_int d);
2111         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2112                 __isl_take isl_div *div);
2113         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2114                 __isl_take isl_dim *dim,
2115                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2117 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2118 with a single cell can be created using the following functions.
2119 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2120 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2122         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2123                 __isl_take isl_dim *dim);
2124         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2125                 __isl_take isl_set *set,
2126                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2128         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2129                 __isl_take isl_dim *dim);
2130         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2131                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2132         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2133                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2134                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2136 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2137 functions.
2139         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2140                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2141         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2143         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2144                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2145         void isl_pw_qpolynomial_free(
2146                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2148         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2149                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2150         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2151                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2153 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2155 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2156 piecewise quasipolynomial, use the following function
2158         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2159                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2160                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2161                 void *user);
2163 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2164 specification, use
2166         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2167         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2168                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2169                 __isl_take isl_dim *dim);
2171 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2172 use either of the following two functions
2174         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2175                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2176                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2177                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2178                           void *user), void *user);
2179         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2180                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2181                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2182                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2183                           void *user), void *user);
2185 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2186 and C<-1> on failure.  The difference between
2187 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2188 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2189 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2190 compute unique representations for all existentially quantified
2191 variables and then turn these existentially quantified variables
2192 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2193 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2194 will not have any existentially quantified variables, but that
2195 the dimensions of the sets may be different for different
2196 invocations of C<fn>.
2198 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2201         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2202                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2203                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2204                           void *user), void *user);
2206 The terms themselves can be inspected and freed using
2207 these functions
2209         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2210                 enum isl_dim_type type);
2211         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2212                 isl_int *n);
2213         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2214                 isl_int *d);
2215         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2216                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2217         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2218                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2219         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2221 Each term is a product of parameters, set variables and
2222 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2223 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2224 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2225 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2226 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2228 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2230 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2231 use the following function.
2233         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2234                 isl_int *n, isl_int *d);
2236 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2237 then the numerator and denominator of the constant
2238 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2240 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2242         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2243                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2244         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2245                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2246                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2247         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2248                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2249                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2250         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2251                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2252                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2253         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2254                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2256         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2257                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2258                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2259         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2260                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2261                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2262         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2263                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2264                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2265         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2266                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2267         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2268                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2269                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2271         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2272                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2273                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2274         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2275                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2276                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2277         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2278                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2279                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2281         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2282                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2283                 __isl_take isl_point *pnt);
2285         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2286                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2287                 __isl_take isl_point *pnt);
2289         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2290                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2291         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2292                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2293                 __isl_take isl_set *set);
2295         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2296                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2297         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2298                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2299                 __isl_take isl_union_set *uset);
2301         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2302                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2304         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
2305                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2306                 __isl_take isl_set *context);
2308         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2309                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2310                 __isl_take isl_set *context);
2312         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2313                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2314                 __isl_take isl_union_set *context);
2316 The gist operation applies the gist operation to each of
2317 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2318 The context is also exploited
2319 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2321         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2322                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2323         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2324         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2325                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2327 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2328 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2329 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2330 will lie somewhere in between.
2332 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2334 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2335 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2336 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2337 The objects are mainly used to represent the result of
2338 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2339 i.e., as the result of the following function.
2341         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2342                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2343                 enum isl_fold type, int *tight);
2345         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2346                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2347                 enum isl_fold type, int *tight);
2349 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2350 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2351 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2352 of the parameters there is at least
2353 one element in the domain that reaches the bound.
2354 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2355 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2356 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2357 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2358 wrapped relation becomes the domain of the result.
2360 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2361 following functions.
2363         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2364                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2365         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2366                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2367         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2368                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2369         void isl_qpolynomial_fold_free(
2370                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2371         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2372                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2373         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2374                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2376 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2378 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2379 using the following function.
2381         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2382                 __isl_take isl_printer *p,
2383                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2384         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2385                 __isl_take isl_printer *p,
2386                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2388 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2389 output format of the printer
2390 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2391 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2392 output format of the printer
2393 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2394 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2395 to set the names of all dimensions
2397         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2398         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2399                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2400                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2401                 const char *s);
2403 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2405 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2406 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2408         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2409                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2410                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2411                             void *user), void *user);
2413 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2414 use either of the following two functions
2416         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2417                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2418                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2419                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2420                           void *user), void *user);
2421         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2422                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2423                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2424                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2425                           void *user), void *user);
2427 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2428 of the difference between these two functions.
2430 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2432         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2433                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2434                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2435                           void *user), void *user);
2437 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2439         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2440                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2441                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2443         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2444                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2445                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2447         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2448                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2449                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2451         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2452                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2453                 __isl_take isl_point *pnt);
2455         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2456                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2457                 __isl_take isl_point *pnt);
2459         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2460                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2461         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2462                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2463                 __isl_take isl_union_set *uset);
2465         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2466                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2468         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2469                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2471         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2472                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2473                 __isl_take isl_set *context);
2475         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2476                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2477                 __isl_take isl_union_set *context);
2479 The gist operation applies the gist operation to each of
2480 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2481 In future, the operation will also exploit the context
2482 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2484         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2485         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2486                 __isl_take isl_set *set,
2487                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2488                 int *tight);
2489         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2490         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2491                 __isl_take isl_map *map,
2492                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2493                 int *tight);
2494         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2495         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2496                 __isl_take isl_union_set *uset,
2497                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2498                 int *tight);
2499         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2500         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2501                 __isl_take isl_union_map *umap,
2502                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2503                 int *tight);
2505 The functions taking a map
2506 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2507 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2508 over all elements in the intersection of the range of the map
2509 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2510 as a function of an element in the domain of the map.
2511 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2512 intersection of the set and the domain of the
2513 piecewise quasipolynomial reduction.
2515 =head2 Dependence Analysis
2517 C<isl> contains specialized functionality for performing
2518 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2519 and a collection of possible I<source> access relations,
2520 C<isl> can compute relations that describe
2521 for each iteration of the sink access, which iteration
2522 of which of the source access relations was the last
2523 to access the same data element before the given iteration
2524 of the sink access.
2525 To compute standard flow dependences, the sink should be
2526 a read, while the sources should be writes.
2527 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2528 accesses, then there will be a dependence to the last
2529 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2530 this last I<must> access.
2531 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2532 then memory based dependence analysis is performed.
2533 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2534 then value based dependence analysis is performed.
2536         #include <isl/flow.h>
2538         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2540         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2541                 __isl_take isl_map *sink,
2542                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2543                 int max_source);
2544         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2545                 __isl_take isl_access_info *acc,
2546                 __isl_take isl_map *source, int must,
2547                 void *source_user);
2548         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2550         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2551                 __isl_take isl_access_info *acc);
2553         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2554                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2555                           void *dep_user, void *user),
2556                 void *user);
2557         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2558                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2559         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2561 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2562 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2563 the input for this function or to read off the output.
2565 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2566 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2567 The arguments to this functions are the sink access relation
2568 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2569 access to the user, a callback function for specifying the
2570 relative order of source and sink accesses, and the number
2571 of source access relations that will be added.
2572 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2573 The function is called with two user supplied tokens identifying
2574 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2575 level and the relative order of the two accesses.
2576 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2577 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2578 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2579 it should return I<2 * n>.
2580 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2581 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2582 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2583 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2584 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2585 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2586 The C<source_user> token is again used to identify
2587 the source access.  The range of the source access relation
2588 C<source> should have the same dimension as the range
2589 of the sink access relation.
2590 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2591 called explicitly, because it is called implicitly by
2592 C<isl_access_info_compute_flow>.
2594 The result of the dependence analysis is collected in an
2595 C<isl_flow>.  There may be elements of
2596 the sink access for which no preceding source access could be
2597 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2598 The relations containing these elements can be obtained through
2599 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2600 and the second with C<must> unset.
2601 In the case of standard flow dependence analysis,
2602 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2603 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2604 array elements and the second relation is empty.
2605 The actual flow dependences can be extracted using
2606 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2607 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2608 a source and the sink.  The callback function is called
2609 with four arguments, the actual flow dependence relation
2610 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2611 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2612 identifying the source and an additional C<void *> with value
2613 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2614 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2615 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2617 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2618 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2620 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2621 by the following function.
2623         #include <isl/flow.h>
2625         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2626                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2627                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2628                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2629                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2630                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2631                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2632                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2634 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2635 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2636 of the domains of the accesses and of the schedule.
2637 The relative order of the iteration domains is given by the
2638 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2639 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2640 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2641 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2642 any of the other arguments is treated as an error.
2644 =head2 Scheduling
2646 B<The functionality described in this section is fairly new
2647 and may be subject to change.>
2649 The following function can be used to compute a schedule
2650 for a union of domains.  The generated schedule respects
2651 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2652 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2653 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2654 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2655 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2656 for groups of domains where the dependence distances have only
2657 non-negative values.
2658 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2659 of C<Pluto>.
2661         #include <isl/schedule.h>
2662         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2663                 __isl_take isl_union_set *domain,
2664                 __isl_take isl_union_map *validity,
2665                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2666         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2668 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2669 from an C<isl_schedule> using the following function.
2671         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2672                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2674 This mapping can also be obtained in pieces using the following functions.
2676         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2677         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2678                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2680 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2681 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2682 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2683 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2684 different domains may be completely unrelated.
2685 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2686 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2687 bands are all zero.
2689 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2691 The parametric vertex enumeration described in this section
2692 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2693 library.
2695         #include <isl/vertices.h>
2696         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2697                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2699 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2700 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2701 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2702 This information can be queried by either iterating over all
2703 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2704 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2706         int isl_vertices_foreach_vertex(
2707                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2708                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2709                 void *user);
2711         int isl_vertices_foreach_cell(
2712                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2713                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2714                 void *user);
2715         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2716                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2717                 void *user);
2719 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2720 the following.
2722         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2723                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2724         int isl_vertices_get_n_vertices(
2725                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2726         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2728 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2730         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2731         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2732         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2733                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2734         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2735                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2736         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2738 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2739 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2740 of the vertex.
2741 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2742 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2743 and should not be mixed with integer sets.
2745 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2747         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2748         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2749                 __isl_keep isl_cell *cell);
2750         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2752 =head1 Applications
2754 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2755 it also contains some basic applications that use some
2756 of the functionality of C<isl>.
2757 The input may be specified in either the L<isl format>
2758 or the L<PolyLib format>.
2760 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2762 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2763 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2764 The first column in the output is the denominator and is always
2765 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2766 then a vector of length zero is printed.
2768 =head2 C<isl_pip>
2770 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2771 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2772 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2773 of constraints on a parametric polyhedron.
2774 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2775 (but before the final constant column).
2776 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2777 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2778 is just a dump of the internal state.
2780 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2782 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2783 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2784 If an affine objective function
2785 is given, then the constant should appear in the last column.
2787 =head2 C<isl_polytope_scan>
2789 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2790 all integer points in the polytope.