add isl_union_map_is_injective
[isl.git] / doc / user.pod
blob50fdaad675189fa0b9ea95821b761be4d92e6e8c
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head1 Installation
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
90 =head2 Installation from the git repository
92 =over
94 =item 1 Clone or update the repository
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
103         git pull
105 =item 2 Generate C<configure>
107         ./autogen.sh
109 =back
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
114 =head2 Common installation instructions
116 =over
118 =item 1 Obtain C<GMP>
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
126 =item 2 Configure
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
131         ./configure
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
136         ./configure --help
138 Below we discuss some of the more common options.
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
150 =over
152 =item C<--prefix>
154 Installation prefix for C<isl>
156 =item C<--with-gmp-prefix>
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
164 =item C<--with-piplib>
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
168 =item C<--with-piplib-prefix>
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
176 =item C<--with-piplib-builddir>
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
180 =back
182 =item 3 Compile
184         make
186 =item 4 Install (optional)
188         make install
190 =back
192 =head1 Library
194 =head2 Initialization
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
214 =head2 Integers
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
235 =over
237 =item isl_int_init(i)
239 =item isl_int_clear(i)
241 =item isl_int_set(r,i)
243 =item isl_int_set_si(r,i)
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
249 =item isl_int_abs(r,i)
251 =item isl_int_neg(r,i)
253 =item isl_int_swap(i,j)
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
261 =item isl_int_add(r,i,j)
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
287 =item isl_int_read(r,s)
289 =item isl_int_print(out,i,width)
291 =item isl_int_sgn(i)
293 =item isl_int_cmp(i,j)
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
297 =item isl_int_eq(i,j)
299 =item isl_int_ne(i,j)
301 =item isl_int_lt(i,j)
303 =item isl_int_le(i,j)
305 =item isl_int_gt(i,j)
307 =item isl_int_ge(i,j)
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
319 =item isl_int_is_zero(i)
321 =item isl_int_is_one(i)
323 =item isl_int_is_negone(i)
325 =item isl_int_is_pos(i)
327 =item isl_int_is_neg(i)
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
335 =back
337 =head2 Sets and Relations
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
355 =head2 Memory Management
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
372 =over
374 =item C<__isl_give>
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
385 =item C<__isl_take>
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
398 =item C<__isl_keep>
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
406 =back
408 =head2 Dimension Specifications
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
459         #include <isl/polynomial.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
461                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
462         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
463                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
464         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
466         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
467                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
469 The names of the individual dimensions may be set or read off
470 using the following functions.
472         #include <isl/dim.h>
473         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
474                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
475                                  __isl_keep const char *name);
476         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
477                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
479 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
480 data structure, so the result can only be used while the
481 corresponding C<isl_dim> is alive.
482 Also note that every function that operates on two sets or relations
483 requires that both arguments have the same parameters.  This also
484 means that if one of the arguments has named parameters, then the
485 other needs to have named parameters too and the names need to match.
486 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
487 have different parameters (as long as they are named), in which case
488 the result will have as parameters the union of the parameters of
489 the arguments.
491 The names of entire spaces may be set or read off
492 using the following functions.
494         #include <isl/dim.h>
495         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
496                 __isl_take isl_dim *dim,
497                 enum isl_dim_type type, const char *s);
498         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
499                 enum isl_dim_type type);
501 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
502 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
503 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
504 data structure.
505 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
506 to have the same name.
508 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
509 the domain or range of a relation can be a nested relation.
510 The following functions can be used to construct and deconstruct
511 such nested dimension specifications.
513         #include <isl/dim.h>
514         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
515         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
516         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
518 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
519 be the dimension specification of a set, while that of
520 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
521 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
522 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
523 of a set.
525 Dimension specifications can be created from other dimension
526 specifications using the following functions.
528         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
529         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
530         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
531         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
534                 __isl_take isl_dim *right);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
536                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
538                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
542                 __isl_take isl_dim *dim);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
545 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
546 the name and the internal structure are lost.
548 =head2 Input and Output
550 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
551 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
552 in some cases.
554 =head3 C<isl> format
556 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
557 syntax for describing the parameters and allows for the definition
558 of an existentially quantified variable as the integer division
559 of an affine expression.
560 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
561 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
563         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
564                                 i - 10 a <= 6) }
566 A set or relation can have several disjuncts, separated
567 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
568 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
569 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
570 C<and>.
572 =head3 C<PolyLib> format
574 If the represented set is a union, then the first line
575 contains a single number representing the number of disjuncts.
576 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
578 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
579 The first line contains two numbers representing
580 the number of rows and columns,
581 where the number of rows is equal to the number of constraints
582 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
583 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
584 In each row, the first column indicates whether the constraint
585 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
586 corresponds to the constant term.
588 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
589 appear in the last columns before the constant column.
590 The coefficients of any existentially quantified variables appear
591 between those of the set variables and those of the parameters.
593 =head3 Extended C<PolyLib> format
595 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
596 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
597 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
598 also contains four additional numbers:
599 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
600 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
601 quantified variables) and the number of parameters.
602 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
603 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
604 dimensions is zero.
606 =head3 Input
608         #include <isl/set.h>
609         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
610                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
611         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
612                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
613         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
614                 FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
616                 const char *str, int nparam);
618         #include <isl/map.h>
619         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
620                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
621         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
622                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
623         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
624                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
626                 const char *str, int nparam);
628         #include <isl/union_set.h>
629         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
630                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
631         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
632                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
634         #include <isl/union_map.h>
635         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
636                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
637         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
638                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
640 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
641 or the C<isl> format.
642 C<nparam> specifies how many of the final columns in
643 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
644 If input is given in the C<isl> format, then the number
645 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
646 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
647 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
648 are assumed in the C<PolyLib> format.
650 =head3 Output
652 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
653 be created.
655         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
656                 FILE *file);
657         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
658         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
659         __isl_give char *isl_printer_get_str(
660                 __isl_keep isl_printer *printer);
662 The behavior of the printer can be modified in various ways
664         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
665                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
666         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
667                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
669                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
671                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
673 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
674 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
675 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
676 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
677 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
678 In the C<PolyLib> format output,
679 the coefficients of the existentially quantified variables
680 appear between those of the set variables and those
681 of the parameters.
683 To actually print something, use
685         #include <isl/set.h>
686         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
687                 __isl_take isl_printer *printer,
688                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
689         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
690                 __isl_take isl_printer *printer,
691                 __isl_keep isl_set *set);
693         #include <isl/map.h>
694         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
695                 __isl_take isl_printer *printer,
696                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
697         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
698                 __isl_take isl_printer *printer,
699                 __isl_keep isl_map *map);
701         #include <isl/union_set.h>
702         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
703                 __isl_take isl_printer *p,
704                 __isl_keep isl_union_set *uset);
706         #include <isl/union_map.h>
707         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
708                 __isl_take isl_printer *p,
709                 __isl_keep isl_union_map *umap);
711 When called on a file printer, the following function flushes
712 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
714         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
715                 __isl_take isl_printer *p);
717 =head2 Creating New Sets and Relations
719 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
721 =over
723 =item * Empty sets and relations
725         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
726                 __isl_take isl_dim *dim);
727         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
728                 __isl_take isl_dim *dim);
729         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
738 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
739 is only used to specify the parameters.
741 =item * Universe sets and relations
743         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
744                 __isl_take isl_dim *dim);
745         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
746                 __isl_take isl_dim *dim);
747         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
752 The sets and relations constructed by the functions above
753 contain all integer values, while those constructed by the
754 functions below only contain non-negative values.
756         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
757                 __isl_take isl_dim *dim);
758         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
759                 __isl_take isl_dim *dim);
760         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
761                 __isl_take isl_dim *dim);
762         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
763                 __isl_take isl_dim *dim);
765 =item * Identity relations
767         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
768                 __isl_take isl_dim *dim);
769         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
770                 __isl_take isl_dim *dim);
772 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
773 to be the same.
775 =item * Lexicographic order
777         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
778                 __isl_take isl_dim *set_dim);
779         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
780                 __isl_take isl_dim *set_dim);
781         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
782                 __isl_take isl_dim *set_dim);
783         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
784                 __isl_take isl_dim *set_dim);
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
786                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
788                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
790                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
792                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
794 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
795 and return relations that express that the elements in the domain
796 are lexicographically less
797 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
798 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
799 than the elements in the range.
800 The last four functions take a dimension specification for a map
801 and return relations that express that the first C<n> dimensions
802 in the domain are lexicographically less
803 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
804 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
805 than the first C<n> dimensions in the range.
807 =back
809 A basic set or relation can be converted to a set or relation
810 using the following functions.
812         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
813                 __isl_take isl_basic_set *bset);
814         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
815                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
817 Sets and relations can be converted to union sets and relations
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
821                 __isl_take isl_map *map);
822         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
823                 __isl_take isl_set *set);
825 Sets and relations can be copied and freed again using the following
826 functions.
828         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
829                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
830         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
831         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
832                 __isl_keep isl_union_set *uset);
833         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
834                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
835         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
836         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
837                 __isl_keep isl_union_map *umap);
838         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
839         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
840         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
841         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
842         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
843         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
845 Other sets and relations can be constructed by starting
846 from a universe set or relation, adding equality and/or
847 inequality constraints and then projecting out the
848 existentially quantified variables, if any.
849 Constraints can be constructed, manipulated and
850 added to basic sets and relations using the following functions.
852         #include <isl/constraint.h>
853         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
854                 __isl_take isl_dim *dim);
855         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
856                 __isl_take isl_dim *dim);
857         void isl_constraint_set_constant(
858                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
859         void isl_constraint_set_coefficient(
860                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
861                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
862         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
863                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
864                 __isl_take isl_constraint *constraint);
865         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
866                 __isl_take isl_basic_set *bset,
867                 __isl_take isl_constraint *constraint);
869 For example, to create a set containing the even integers
870 between 10 and 42, you would use the following code.
872         isl_int v;
873         struct isl_dim *dim;
874         struct isl_constraint *c;
875         struct isl_basic_set *bset;
877         isl_int_init(v);
878         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
879         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
881         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
882         isl_int_set_si(v, -1);
883         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
884         isl_int_set_si(v, 2);
885         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
886         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
888         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
889         isl_int_set_si(v, -10);
890         isl_constraint_set_constant(c, v);
891         isl_int_set_si(v, 1);
892         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
893         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
895         c = isl_inequality_alloc(dim);
896         isl_int_set_si(v, 42);
897         isl_constraint_set_constant(c, v);
898         isl_int_set_si(v, -1);
899         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
900         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
902         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
904         isl_int_clear(v);
906 Or, alternatively,
908         struct isl_basic_set *bset;
909         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
910                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
912 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
913 describing the equalities and the inequalities.
915         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
916                 __isl_take isl_dim *dim,
917                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
918                 enum isl_dim_type c1,
919                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
920                 enum isl_dim_type c4);
921         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
922                 __isl_take isl_dim *dim,
923                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
924                 enum isl_dim_type c1,
925                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
926                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
928 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
929 different kinds of variables appear in the input matrices
930 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
931 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
932 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
933 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
935 =head2 Inspecting Sets and Relations
937 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
938 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
939 explained in the following sections.
940 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
941 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
942 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
943 an explicit representation of the existentially quantified variables.
945         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
946                 __isl_take isl_set *set);
947         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
948                 __isl_take isl_map *map);
949         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
950                 __isl_take isl_union_set *uset);
951         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
952                 __isl_take isl_union_map *umap);
954 This explicit representation defines the existentially quantified
955 variables as integer divisions of the other variables, possibly
956 including earlier existentially quantified variables.
957 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
958 has a unique value when the values of the other variables are known.
959 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
960 with the same explicit representations, should appear in the
961 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
962 either of the following functions.
964         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
965                 __isl_take isl_set *set);
966         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
967                 __isl_take isl_map *map);
969 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
970 using the following functions, which compute an overapproximation.
972         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
973                 __isl_take isl_basic_set *bset);
974         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
975                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
976         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
977                 __isl_take isl_set *set);
978         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
979                 __isl_take isl_map *map);
981 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
983         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
984                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
985                 void *user);
986         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
987                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
988                 void *user);
990 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
991 from
993         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
994         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
996 To extract the set or map from a union with a given dimension
997 specification, use
999         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1000                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1001                 __isl_take isl_dim *dim);
1002         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1003                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1004                 __isl_take isl_dim *dim);
1006 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1008         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1009                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1010                 void *user);
1011         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1012                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1013                 void *user);
1015 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1016 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1017 occurs, the above functions will return -1.
1019 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1020 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1021 If this is required, then the user should call one of
1022 the following functions first.
1024         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1025                 __isl_take isl_set *set);
1026         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1027                 __isl_take isl_map *map);
1029 The number of basic sets in a set can be obtained
1030 from
1032         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1034 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1036         #include <isl/constraint.h>
1038         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1039                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1040                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1041                 void *user);
1042         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1044 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1045 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1046 occurs, the above functions will return -1.
1047 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1048 Use the following function to find out whether a constraint
1049 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1051         int isl_constraint_is_equality(
1052                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1054 The coefficients of the constraints can be inspected using
1055 the following functions.
1057         void isl_constraint_get_constant(
1058                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1059         void isl_constraint_get_coefficient(
1060                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1061                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1063 The explicit representations of the existentially quantified
1064 variables can be inspected using the following functions.
1065 Note that the user is only allowed to use these functions
1066 if the inspected set or map is the result of a call
1067 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1069         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1070                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1071         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1072                 isl_int *v);
1073         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1074                 isl_int *v);
1075         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1076                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1078 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1079 form, use the following functions.
1081         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1082                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1083                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1084                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1085         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1086                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1087                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1088                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1089         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1090                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1091                 enum isl_dim_type c1,
1092                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1093                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1094         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1095                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1096                 enum isl_dim_type c1,
1097                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1098                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1100 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1101 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1102 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1103 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1105 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1106 read off using the following functions.
1108         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1109                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1110         const char *isl_set_get_tuple_name(
1111                 __isl_keep isl_set *set);
1112         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1113                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1114                 enum isl_dim_type type);
1115         const char *isl_map_get_tuple_name(
1116                 __isl_keep isl_map *map,
1117                 enum isl_dim_type type);
1119 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1120 an internal data structure.
1121 The names of individual dimensions can be read off using
1122 the following functions.
1124         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1125                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1126                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1127         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1128                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1129                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1130         const char *isl_set_get_dim_name(
1131                 __isl_keep isl_set *set,
1132                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1133         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1134                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1136         const char *isl_map_get_dim_name(
1137                 __isl_keep isl_map *map,
1138                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1140 These functions are mostly useful to obtain the names
1141 of the parameters.
1143 =head2 Properties
1145 =head3 Unary Properties
1147 =over
1149 =item * Emptiness
1151 The following functions test whether the given set or relation
1152 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1153 any computations, but simply check if the given set or relation
1154 is already known to be empty.
1156         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1157         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1158         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1159         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1160         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1161         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1162         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1163         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1164         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1166 =item * Universality
1168         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1169         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1170         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1172 =item * Single-valuedness
1174         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1175         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1177 =item * Injectivity
1179         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1180         int isl_union_map_is_injective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1182 =item * Bijectivity
1184         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1185         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1187 =item * Wrapping
1189 The following functions check whether the domain of the given
1190 (basic) set is a wrapped relation.
1192         int isl_basic_set_is_wrapping(
1193                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1194         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1196 =item * Internal Product
1198         int isl_basic_map_can_zip(
1199                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1200         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1202 Check whether the product of domain and range of the given relation
1203 can be computed,
1204 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1206 =back
1208 =head3 Binary Properties
1210 =over
1212 =item * Equality
1214         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1215                 __isl_keep isl_set *set2);
1216         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1217                 __isl_keep isl_set *set2);
1218         int isl_union_set_is_equal(
1219                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1220                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1221         int isl_basic_map_is_equal(
1222                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1223                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1224         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1225                 __isl_keep isl_map *map2);
1226         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1227                 __isl_keep isl_map *map2);
1228         int isl_union_map_is_equal(
1229                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1230                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1232 =item * Disjointness
1234         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1235                 __isl_keep isl_set *set2);
1237 =item * Subset
1239         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1240                 __isl_keep isl_set *set2);
1241         int isl_set_is_strict_subset(
1242                 __isl_keep isl_set *set1,
1243                 __isl_keep isl_set *set2);
1244         int isl_union_set_is_subset(
1245                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1246                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1247         int isl_union_set_is_strict_subset(
1248                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1249                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1250         int isl_basic_map_is_subset(
1251                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1252                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1253         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1254                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1255                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1256         int isl_map_is_subset(
1257                 __isl_keep isl_map *map1,
1258                 __isl_keep isl_map *map2);
1259         int isl_map_is_strict_subset(
1260                 __isl_keep isl_map *map1,
1261                 __isl_keep isl_map *map2);
1262         int isl_union_map_is_subset(
1263                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1264                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1265         int isl_union_map_is_strict_subset(
1266                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1267                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1269 =back
1271 =head2 Unary Operations
1273 =over
1275 =item * Complement
1277         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1278                 __isl_take isl_set *set);
1280 =item * Inverse map
1282         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1283                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1284         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1285                 __isl_take isl_map *map);
1286         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1287                 __isl_take isl_union_map *umap);
1289 =item * Projection
1291         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1292                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1293                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1294         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1295                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1296                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1297         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1298                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1299         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1300                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1301         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1302                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1303         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1304                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1305         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1306                 __isl_take isl_map *bmap);
1307         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1308                 __isl_take isl_map *map);
1309         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1310                 __isl_take isl_union_map *umap);
1311         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1312                 __isl_take isl_union_map *umap);
1314         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1315                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1316         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1317                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1318         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1319         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1320         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1321                 __isl_take isl_union_map *umap);
1322         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1323                 __isl_take isl_union_map *umap);
1325 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1326 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1328 =item * Identity
1330         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1331                 __isl_take isl_set *set);
1332         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1333                 __isl_take isl_union_set *uset);
1335 Construct an identity relation on the given (union) set.
1337 =item * Deltas
1339         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1340                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1341         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1342         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1343                 __isl_take isl_union_map *umap);
1345 These functions return a (basic) set containing the differences
1346 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1348         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1349                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1350         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1351                 __isl_take isl_map *map);
1352         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1353                 __isl_take isl_union_map *umap);
1355 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1356 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1358 =item * Coalescing
1360 Simplify the representation of a set or relation by trying
1361 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1362 basic set or relation.
1364         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1365         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1366         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1367                 __isl_take isl_union_set *uset);
1368         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1369                 __isl_take isl_union_map *umap);
1371 =item * Detecting equalities
1373         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1374                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1375         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1376                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1377         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1378                 __isl_take isl_set *set);
1379         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1380                 __isl_take isl_map *map);
1381         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1382                 __isl_take isl_union_set *uset);
1383         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1384                 __isl_take isl_union_map *umap);
1386 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1387 equalities.
1389 =item * Convex hull
1391         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1392                 __isl_take isl_set *set);
1393         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1394                 __isl_take isl_map *map);
1396 If the input set or relation has any existentially quantified
1397 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1399 =item * Simple hull
1401         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1402                 __isl_take isl_set *set);
1403         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1404                 __isl_take isl_map *map);
1405         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1406                 __isl_take isl_union_map *umap);
1408 These functions compute a single basic set or relation
1409 that contains the whole input set or relation.
1410 In particular, the output is described by translates
1411 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1413 =begin latex
1415 (See \autoref{s:simple hull}.)
1417 =end latex
1419 =item * Affine hull
1421         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1422                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1423         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1424                 __isl_take isl_set *set);
1425         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1426                 __isl_take isl_union_set *uset);
1427         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1428                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1429         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1430                 __isl_take isl_map *map);
1431         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1432                 __isl_take isl_union_map *umap);
1434 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1435 per space.
1437 =item * Polyhedral hull
1439         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1440                 __isl_take isl_set *set);
1441         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1442                 __isl_take isl_map *map);
1443         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1444                 __isl_take isl_union_set *uset);
1445         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1446                 __isl_take isl_union_map *umap);
1448 These functions compute a single basic set or relation
1449 not involving any existentially quantified variables
1450 that contains the whole input set or relation.
1451 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1452 per space.
1454 =item * Dual
1456 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1457 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1458 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1459 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1460 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1461 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1462 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1463 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1464 in future.  In particular, future implementations may use different
1465 dualization algorithms or skip the elimination step.
1467         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1468                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1469         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1470                 __isl_take isl_set *set);
1471         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1472                 __isl_take isl_union_set *bset);
1473         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1474                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1475         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1476                 __isl_take isl_set *set);
1477         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1478                 __isl_take isl_union_set *bset);
1480 =item * Power
1482         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1483                 int *exact);
1484         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1485                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1487 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1488 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1489 I<k>th power of C<map>.
1490 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1491 then C<*exact> is set to C<1>.
1493 =item * Transitive closure
1495         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1496                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1497         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1498                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1500 Compute the transitive closure of C<map>.
1501 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1502 then C<*exact> is set to C<1>.
1504 =item * Reaching path lengths
1506         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1507                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1509 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1510 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1511 end up in the given element.
1512 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1513 then C<*exact> is set to C<1>.
1514 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1515 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1516 In particular, if the input relation is a dependence relation
1517 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1518 to the free schedule.
1519 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1520 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1521 the overapproximation), then you will get an error message.
1523 =item * Wrapping
1525         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1526                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1527         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1528                 __isl_take isl_map *map);
1529         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1530                 __isl_take isl_union_map *umap);
1531         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1532                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1533         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1534                 __isl_take isl_set *set);
1535         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1536                 __isl_take isl_union_set *uset);
1538 =item * Flattening
1540 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1541 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1542 then the name of the space is also removed.
1544         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1545                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1546         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1547                 __isl_take isl_set *set);
1548         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1549                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1550         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1551                 __isl_take isl_map *map);
1553         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1554                 __isl_take isl_set *set);
1556 The function above constructs a relation
1557 that maps the input set to a flattened version of the set.
1559 =item * Lifting
1561 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1562 to the existentially quantified variables in the input.
1563 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1564 is the original space and the range corresponds to the original
1565 existentially quantified variables.
1567         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1568                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1569         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1570                 __isl_take isl_set *set);
1571         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1572                 __isl_take isl_union_set *uset);
1574 =item * Internal Product
1576         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1577                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1578         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1579                 __isl_take isl_map *map);
1580         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1581                 __isl_take isl_union_map *umap);
1583 Given a relation with nested relations for domain and range,
1584 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1586 =item * Dimension manipulation
1588         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1589                 __isl_take isl_set *set,
1590                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1591         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1592                 __isl_take isl_map *map,
1593                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1595 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1596 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1597 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1598 to add new parameters.
1600 =back
1602 =head2 Binary Operations
1604 The two arguments of a binary operation not only need to live
1605 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1606 the same (number of) parameters.
1608 =head3 Basic Operations
1610 =over
1612 =item * Intersection
1614         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1615                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1616                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1617         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1618                 __isl_take isl_set *set1,
1619                 __isl_take isl_set *set2);
1620         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1621                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1622                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1623         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1624                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1625                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1626         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1627                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1628                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1629         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1630                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1631                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1632         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1633                 __isl_take isl_map *map,
1634                 __isl_take isl_set *set);
1635         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1636                 __isl_take isl_map *map,
1637                 __isl_take isl_set *set);
1638         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1639                 __isl_take isl_map *map1,
1640                 __isl_take isl_map *map2);
1641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1642                 __isl_take isl_union_map *umap,
1643                 __isl_take isl_union_set *uset);
1644         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1645                 __isl_take isl_union_map *umap,
1646                 __isl_take isl_union_set *uset);
1647         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1648                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1649                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1651 =item * Union
1653         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1654                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1655                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1656         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1657                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1658                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1659         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1660                 __isl_take isl_set *set1,
1661                 __isl_take isl_set *set2);
1662         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1663                 __isl_take isl_map *map1,
1664                 __isl_take isl_map *map2);
1665         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1666                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1667                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1668         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1669                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1670                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1672 =item * Set difference
1674         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1675                 __isl_take isl_set *set1,
1676                 __isl_take isl_set *set2);
1677         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1678                 __isl_take isl_map *map1,
1679                 __isl_take isl_map *map2);
1680         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1681                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1682                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1683         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1684                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1685                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1687 =item * Application
1689         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1690                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1691                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1692         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1693                 __isl_take isl_set *set,
1694                 __isl_take isl_map *map);
1695         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1696                 __isl_take isl_union_set *uset,
1697                 __isl_take isl_union_map *umap);
1698         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1699                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1700                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1701         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1702                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1703                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1704         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1705                 __isl_take isl_map *map1,
1706                 __isl_take isl_map *map2);
1707         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1708                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1709                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1710         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1711                 __isl_take isl_map *map1,
1712                 __isl_take isl_map *map2);
1713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1714                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1715                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1717 =item * Cartesian Product
1719         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1720                 __isl_take isl_set *set1,
1721                 __isl_take isl_set *set2);
1722         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1723                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1724                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1725         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1726                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1727                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1728         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1729                 __isl_take isl_map *map1,
1730                 __isl_take isl_map *map2);
1731         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1732                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1733                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1734         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1735                 __isl_take isl_map *map1,
1736                 __isl_take isl_map *map2);
1737         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1738                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1739                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1741 The above functions compute the cross product of the given
1742 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1743 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1744 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1745 instead.
1747         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1748                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1749                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1750         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1751                 __isl_take isl_set *set1,
1752                 __isl_take isl_set *set2);
1753         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1754                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1755                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1756         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1757                 __isl_take isl_map *map1,
1758                 __isl_take isl_map *map2);
1760 =item * Simplification
1762         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1763                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1764                 __isl_take isl_basic_set *context);
1765         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1766                 __isl_take isl_set *context);
1767         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1768                 __isl_take isl_union_set *uset,
1769                 __isl_take isl_union_set *context);
1770         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1771                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1772                 __isl_take isl_basic_map *context);
1773         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1774                 __isl_take isl_map *context);
1775         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1776                 __isl_take isl_union_map *umap,
1777                 __isl_take isl_union_map *context);
1779 The gist operation returns a set or relation that has the
1780 same intersection with the context as the input set or relation.
1781 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1782 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1783 are removed.
1784 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1785 per space.
1787 =back
1789 =head3 Lexicographic Optimization
1791 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1792 the following functions
1793 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1794 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1795 that satisfy C<dom>.
1796 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1797 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1798 has no elements.
1799 In other words, the union of the parameter values
1800 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1801 is equal to C<dom>.
1803         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1804                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1805                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1806                 __isl_give isl_set **empty);
1807         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1808                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1809                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1810                 __isl_give isl_set **empty);
1811         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1812                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1813                 __isl_give isl_set **empty);
1814         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1815                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1816                 __isl_give isl_set **empty);
1818 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1819 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1820 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1821 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1823         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1824                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1825         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1826                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1827         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1828                 __isl_take isl_set *set);
1829         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1830                 __isl_take isl_set *set);
1831         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1832                 __isl_take isl_union_set *uset);
1833         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1834                 __isl_take isl_union_set *uset);
1836 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1837 the following functions
1838 compute a relation that maps each element of C<dom>
1839 to the single lexicographic minimum or maximum
1840 of the elements that are associated to that same
1841 element in C<map> (or C<bmap>).
1842 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1843 that contains the elements in C<dom> that do not map
1844 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1845 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1846 is equal to C<dom>.
1848         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1849                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1850                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1851                 __isl_give isl_set **empty);
1852         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1853                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1854                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1855                 __isl_give isl_set **empty);
1856         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1857                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1858                 __isl_give isl_set **empty);
1859         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1860                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1861                 __isl_give isl_set **empty);
1863 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1864 return a map mapping each element in the domain of
1865 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1866 of all elements associated to that element.
1867 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1869         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1870                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1871         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1872                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1873         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1874                 __isl_take isl_map *map);
1875         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1876                 __isl_take isl_map *map);
1877         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1878                 __isl_take isl_union_map *umap);
1879         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1880                 __isl_take isl_union_map *umap);
1882 =head2 Matrices
1884 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1886         #include <isl/mat.h>
1887         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1888                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1889         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1890         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1892 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1893 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1895         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1896         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1897         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1898                 int row, int col, isl_int *v);
1899         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1900                 int row, int col, isl_int v);
1901         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1902                 int row, int col, int v);
1904 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1905 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1907 The following function can be used to compute the (right) inverse
1908 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1909 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1910 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1912         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1914 The following function can be used to compute the (right) kernel
1915 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1916 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1918         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1920 =head2 Points
1922 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1923 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1924 individual elements of a set.
1925 The zero point (the origin) can be created using
1927         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1929 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1930 using
1932         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1933                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1934         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1935                 __isl_take isl_point *pnt,
1936                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1938         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1939                 __isl_take isl_point *pnt,
1940                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1941         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1942                 __isl_take isl_point *pnt,
1943                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1945 Points can be copied or freed using
1947         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1948                 __isl_keep isl_point *pnt);
1949         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1951 A singleton set can be created from a point using
1953         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1954                 __isl_take isl_point *pnt);
1955         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1956                 __isl_take isl_point *pnt);
1958 and a box can be created from two opposite extremal points using
1960         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1961                 __isl_take isl_point *pnt1,
1962                 __isl_take isl_point *pnt2);
1963         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1964                 __isl_take isl_point *pnt1,
1965                 __isl_take isl_point *pnt2);
1967 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1968 the following functions.
1970         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1971                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1972                 void *user);
1973         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1974                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1975                 void *user);
1977 The function C<fn> is called for each integer point in
1978 C<set> with as second argument the last argument of
1979 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1980 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1981 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1982 enumerating and return C<-1> as well.
1983 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1984 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1986 To obtain a single point of a (basic) set, use
1988         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1989                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1990         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1991                 __isl_take isl_set *set);
1993 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1994 resulting point will be ``void'', a property that can be
1995 tested using
1997         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1999 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2001 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2002 a parametric point to a rational value.
2003 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2004 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2005 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2006 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2007 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2008 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2009 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2010 the value is assumed to be zero.
2011 For example, the piecewise quasipolynomial
2013         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2015 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2016 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2017 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2018 defined over different domains.
2019 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2020 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2021 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2022 the number of points in the map
2024         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2026 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2028 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2029 using the following functions.
2031         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2032                 __isl_take isl_printer *p,
2033                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2035         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2036                 __isl_take isl_printer *p,
2037                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2039         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2040                 __isl_take isl_printer *p,
2041                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2043 The output format of the printer
2044 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2045 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2046 is supported.
2047 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2048 to set the names of all dimensions
2050         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2051                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2052                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2053                 const char *s);
2054         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2055         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2056                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2057                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2058                 const char *s);
2060 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2062 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2063 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2064 operations such as addition and multiplication
2065 on the resulting quasipolynomials
2067         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2068                 __isl_take isl_dim *dim);
2069         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2070                 __isl_take isl_dim *dim);
2071         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2072                 __isl_take isl_dim *dim);
2073         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2074                 __isl_take isl_dim *dim);
2075         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2076                 __isl_take isl_dim *dim);
2077         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2078                 __isl_take isl_dim *dim,
2079                 const isl_int n, const isl_int d);
2080         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2081                 __isl_take isl_div *div);
2082         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2083                 __isl_take isl_dim *dim,
2084                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2086 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2087 with a single cell can be created using the following functions.
2088 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2089 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2091         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2092                 __isl_take isl_dim *dim);
2093         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2094                 __isl_take isl_set *set,
2095                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2097         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2098                 __isl_take isl_dim *dim);
2099         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2100                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2101         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2102                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2103                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2105 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2106 functions.
2108         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2109                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2110         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2112         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2113                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2114         void isl_pw_qpolynomial_free(
2115                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2117         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2118                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2119         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2120                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2122 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2124 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2125 piecewise quasipolynomial, use the following function
2127         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2128                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2129                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2130                 void *user);
2132 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2133 specification, use
2135         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2136         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2137                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2138                 __isl_take isl_dim *dim);
2140 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2141 use either of the following two functions
2143         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2144                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2145                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2146                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2147                           void *user), void *user);
2148         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2149                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2150                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2151                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2152                           void *user), void *user);
2154 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2155 and C<-1> on failure.  The difference between
2156 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2157 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2158 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2159 compute unique representations for all existentially quantified
2160 variables and then turn these existentially quantified variables
2161 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2162 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2163 will not have any existentially quantified variables, but that
2164 the dimensions of the sets may be different for different
2165 invocations of C<fn>.
2167 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2170         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2171                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2172                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2173                           void *user), void *user);
2175 The terms themselves can be inspected and freed using
2176 these functions
2178         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2179                 enum isl_dim_type type);
2180         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2181                 isl_int *n);
2182         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2183                 isl_int *d);
2184         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2185                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2186         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2187                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2188         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2190 Each term is a product of parameters, set variables and
2191 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2192 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2193 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2194 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2195 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2197 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2199 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2200 use the following function.
2202         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2203                 isl_int *n, isl_int *d);
2205 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2206 then the numerator and denominator of the constant
2207 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2209 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2211         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2212                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2213         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2214                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2215                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2216         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2217                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2218                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2219         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2220                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2221                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2222         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2223                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2225         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2226                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2227                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2228         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2229                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2230                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2231         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2232                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2233                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2234         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2235                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2236         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2237                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2238                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2240         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2241                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2242                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2243         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2244                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2245                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2246         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2247                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2248                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2250         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2251                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2252                 __isl_take isl_point *pnt);
2254         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2255                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2256                 __isl_take isl_point *pnt);
2258         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2259                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2260         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2261                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2262                 __isl_take isl_set *set);
2264         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2265                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2266         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2267                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2268                 __isl_take isl_union_set *uset);
2270         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2271                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2273         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2274                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2275                 __isl_take isl_set *context);
2277         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2278                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2279                 __isl_take isl_union_set *context);
2281 The gist operation applies the gist operation to each of
2282 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2283 The context is also exploited
2284 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2286         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2287                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2288         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2289         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2290                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2292 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2293 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2294 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2295 will lie somewhere in between.
2297 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2299 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2300 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2301 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2302 The objects are mainly used to represent the result of
2303 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2304 i.e., as the result of the following function.
2306         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2307                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2308                 enum isl_fold type, int *tight);
2310         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2311                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2312                 enum isl_fold type, int *tight);
2314 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2315 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2316 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2317 of the parameters there is at least
2318 one element in the domain that reaches the bound.
2319 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2320 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2321 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2322 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2323 wrapped relation becomes the domain of the result.
2325 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2326 following functions.
2328         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2329                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2330         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2331                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2332         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2333                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2334         void isl_qpolynomial_fold_free(
2335                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2336         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2337                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2338         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2339                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2341 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2343 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2344 using the following function.
2346         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2347                 __isl_take isl_printer *p,
2348                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2349         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2350                 __isl_take isl_printer *p,
2351                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2353 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2354 output format of the printer
2355 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2356 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2357 output format of the printer
2358 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2359 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2360 to set the names of all dimensions
2362         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2363         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2364                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2365                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2366                 const char *s);
2368 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2370 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2371 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2373         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2374                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2375                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2376                             void *user), void *user);
2378 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2379 use either of the following two functions
2381         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2382                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2383                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2384                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2385                           void *user), void *user);
2386         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2387                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2388                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2389                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2390                           void *user), void *user);
2392 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2393 of the difference between these two functions.
2395 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2397         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2398                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2399                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2400                           void *user), void *user);
2402 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2404         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2405                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2406                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2408         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2409                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2410                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2412         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2413                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2414                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2416         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2417                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2418                 __isl_take isl_point *pnt);
2420         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2421                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2422                 __isl_take isl_point *pnt);
2424         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2425                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2426         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2427                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2428                 __isl_take isl_union_set *uset);
2430         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2431                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2433         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2434                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2436         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2437                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2438                 __isl_take isl_set *context);
2440         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2441                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2442                 __isl_take isl_union_set *context);
2444 The gist operation applies the gist operation to each of
2445 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2446 In future, the operation will also exploit the context
2447 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2449         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2450         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2451                 __isl_take isl_set *set,
2452                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2453                 int *tight);
2454         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2455         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2456                 __isl_take isl_map *map,
2457                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2458                 int *tight);
2459         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2460         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2461                 __isl_take isl_union_set *uset,
2462                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2463                 int *tight);
2464         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2465         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2466                 __isl_take isl_union_map *umap,
2467                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2468                 int *tight);
2470 The functions taking a map
2471 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2472 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2473 over all elements in the intersection of the range of the map
2474 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2475 as a function of an element in the domain of the map.
2476 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2477 intersection of the set and the domain of the
2478 piecewise quasipolynomial reduction.
2480 =head2 Dependence Analysis
2482 C<isl> contains specialized functionality for performing
2483 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2484 and a collection of possible I<source> access relations,
2485 C<isl> can compute relations that describe
2486 for each iteration of the sink access, which iteration
2487 of which of the source access relations was the last
2488 to access the same data element before the given iteration
2489 of the sink access.
2490 To compute standard flow dependences, the sink should be
2491 a read, while the sources should be writes.
2492 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2493 accesses, then there will be a dependence to the last
2494 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2495 this last I<must> access.
2496 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2497 then memory based dependence analysis is performed.
2498 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2499 then value based dependence analysis is performed.
2501         #include <isl/flow.h>
2503         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2505         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2506                 __isl_take isl_map *sink,
2507                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2508                 int max_source);
2509         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2510                 __isl_take isl_access_info *acc,
2511                 __isl_take isl_map *source, int must,
2512                 void *source_user);
2513         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2515         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2516                 __isl_take isl_access_info *acc);
2518         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2519                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2520                           void *dep_user, void *user),
2521                 void *user);
2522         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2523                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2524         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2526 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2527 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2528 the input for this function or to read off the output.
2530 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2531 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2532 The arguments to this functions are the sink access relation
2533 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2534 access to the user, a callback function for specifying the
2535 relative order of source and sink accesses, and the number
2536 of source access relations that will be added.
2537 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2538 The function is called with two user supplied tokens identifying
2539 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2540 level and the relative order of the two accesses.
2541 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2542 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2543 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2544 it should return I<2 * n>.
2545 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2546 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2547 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2548 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2549 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2550 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2551 The C<source_user> token is again used to identify
2552 the source access.  The range of the source access relation
2553 C<source> should have the same dimension as the range
2554 of the sink access relation.
2555 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2556 called explicitly, because it is called implicitly by
2557 C<isl_access_info_compute_flow>.
2559 The result of the dependence analysis is collected in an
2560 C<isl_flow>.  There may be elements of
2561 the sink access for which no preceding source access could be
2562 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2563 The relations containing these elements can be obtained through
2564 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2565 and the second with C<must> unset.
2566 In the case of standard flow dependence analysis,
2567 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2568 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2569 array elements and the second relation is empty.
2570 The actual flow dependences can be extracted using
2571 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2572 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2573 a source and the sink.  The callback function is called
2574 with four arguments, the actual flow dependence relation
2575 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2576 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2577 identifying the source and an additional C<void *> with value
2578 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2579 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2580 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2582 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2583 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2585 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2586 by the following function.
2588         #include <isl/flow.h>
2590         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2591                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2592                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2593                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2594                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2595                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2596                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2597                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2599 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2600 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2601 of the domains of the accesses and of the schedule.
2602 The relative order of the iteration domains is given by the
2603 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2604 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2605 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2606 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2607 any of the other arguments is treated as an error.
2609 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2611 The parametric vertex enumeration described in this section
2612 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2613 library.
2615         #include <isl/vertices.h>
2616         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2617                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2619 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2620 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2621 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2622 This information can be queried by either iterating over all
2623 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2624 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2626         int isl_vertices_foreach_vertex(
2627                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2628                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2629                 void *user);
2631         int isl_vertices_foreach_cell(
2632                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2633                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2634                 void *user);
2635         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2636                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2637                 void *user);
2639 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2640 the following.
2642         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2643                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2644         int isl_vertices_get_n_vertices(
2645                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2646         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2648 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2650         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2651         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2652         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2653                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2654         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2655                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2656         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2658 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2659 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2660 of the vertex.
2661 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2662 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2663 and should not be mixed with integer sets.
2665 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2667         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2668         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2669                 __isl_keep isl_cell *cell);
2670         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2672 =head1 Applications
2674 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2675 it also contains some basic applications that use some
2676 of the functionality of C<isl>.
2677 The input may be specified in either the L<isl format>
2678 or the L<PolyLib format>.
2680 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2682 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2683 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2684 The first column in the output is the denominator and is always
2685 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2686 then a vector of length zero is printed.
2688 =head2 C<isl_pip>
2690 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2691 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2692 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2693 of constraints on a parametric polyhedron.
2694 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2695 (but before the final constant column).
2696 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2697 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2698 is just a dump of the internal state.
2700 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2702 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2703 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2704 If an affine objective function
2705 is given, then the constant should appear in the last column.
2707 =head2 C<isl_polytope_scan>
2709 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2710 all integer points in the polytope.
2712 =head1 C<isl-polylib>
2714 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2715 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2716 The library is distributed separately for licensing reasons.
2718         #include <isl_set_polylib.h>
2719         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2720                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2721         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2722                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2723         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2724                 __isl_take isl_dim *dim);
2725         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2727         #include <isl_map_polylib.h>
2728         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2729                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2730         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2731                 __isl_take isl_dim *dim);
2732         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2733                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2734         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);