doc: document type of isl_access_info_alloc callback function
[isl.git] / doc / user.pod
bloba9734a9d3598fcbfd6550901517758e7d666df40
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 =head1 Installation
51 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
52 or from the git repository.  Both are available from
53 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
54 The installation process depends on how you obtained
55 the source.
57 =head2 Installation from the git repository
59 =over
61 =item 1 Clone or update the repository
63 The first time the source is obtained, you need to clone
64 the repository.
66         git clone git://repo.or.cz/isl.git
68 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
70         git pull
72 =item 2 Generate C<configure>
74         ./autogen.sh
76 =back
78 After performing the above steps, continue
79 with the L<Common installation instructions>.
81 =head2 Common installation instructions
83 =over
85 =item 1 Obtain C<GMP>
87 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
88 Your distribution may not provide these header files by default
89 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
90 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
91 source, available from L<http://gmplib.org/>.
93 =item 2 Configure
95 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
96 To run it, just type
98         ./configure
100 optionally followed by some configure options.
101 A complete list of options can be obtained by running
103         ./configure --help
105 Below we discuss some of the more common options.
107 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
108 C<piplib> functionality is currently used by default.
109 The C<--with-piplib> option can
110 be used to specify which C<piplib>
111 library to use, either an installed version (C<system>),
112 an externally built version (C<build>)
113 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
114 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
115 and C<piplib>.
117 =over
119 =item C<--prefix>
121 Installation prefix for C<isl>
123 =item C<--with-gmp-prefix>
125 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
127 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
129 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
131 =item C<--with-piplib>
133 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
135 =item C<--with-piplib-prefix>
137 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
139 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
141 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
143 =item C<--with-piplib-builddir>
145 Location where C<build> C<piplib> was built.
147 =back
149 =item 3 Compile
151         make
153 =item 4 Install (optional)
155         make install
157 =back
159 =head1 Library
161 =head2 Initialization
163 All manipulations of integer sets and relations occur within
164 the context of an C<isl_ctx>.
165 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
166 All arguments of a function are required to have been allocated
167 within the same context.
168 There are currently no functions available for moving an object
169 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
170 there is currently no way of safely moving an object from one
171 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
173 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
174 freed using C<isl_ctx_free>.
175 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
176 before the C<isl_ctx> itself is freed.
178         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
179         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
181 =head2 Integers
183 All operations on integers, mainly the coefficients
184 of the constraints describing the sets and relations,
185 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
186 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
187 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
188 are wrapped inside C<isl> specific macros.
189 The basic type is C<isl_int> and the following operations
190 are available on this type.
191 The meanings of these operations are essentially the same
192 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
193 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
194 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
195 and they need to be released with C<isl_int_clear>
196 after the last use.
198 =over
200 =item isl_int_init(i)
202 =item isl_int_clear(i)
204 =item isl_int_set(r,i)
206 =item isl_int_set_si(r,i)
208 =item isl_int_abs(r,i)
210 =item isl_int_neg(r,i)
212 =item isl_int_swap(i,j)
214 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
216 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
218 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
220 =item isl_int_add(r,i,j)
222 =item isl_int_sub(r,i,j)
224 =item isl_int_mul(r,i,j)
226 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
228 =item isl_int_addmul(r,i,j)
230 =item isl_int_submul(r,i,j)
232 =item isl_int_gcd(r,i,j)
234 =item isl_int_lcm(r,i,j)
236 =item isl_int_divexact(r,i,j)
238 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
240 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
242 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
244 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
246 =item isl_int_read(r,s)
248 =item isl_int_print(out,i,width)
250 =item isl_int_sgn(i)
252 =item isl_int_cmp(i,j)
254 =item isl_int_cmp_si(i,si)
256 =item isl_int_eq(i,j)
258 =item isl_int_ne(i,j)
260 =item isl_int_lt(i,j)
262 =item isl_int_le(i,j)
264 =item isl_int_gt(i,j)
266 =item isl_int_ge(i,j)
268 =item isl_int_abs_eq(i,j)
270 =item isl_int_abs_ne(i,j)
272 =item isl_int_abs_lt(i,j)
274 =item isl_int_abs_gt(i,j)
276 =item isl_int_abs_ge(i,j)
278 =item isl_int_is_zero(i)
280 =item isl_int_is_one(i)
282 =item isl_int_is_negone(i)
284 =item isl_int_is_pos(i)
286 =item isl_int_is_neg(i)
288 =item isl_int_is_nonpos(i)
290 =item isl_int_is_nonneg(i)
292 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
294 =back
296 =head2 Sets and Relations
298 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
299 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
300 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
301 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
302 can be described as a conjunction of affine constraints, while
303 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
304 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
305 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
306 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
307 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
308 where dimensions with different space names
309 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
310 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
311 one set of variables, while relations have two sets of variables,
312 input variables and output variables.
314 =head2 Memory Management
316 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
317 several substeps and since the user is usually not interested in
318 the intermediate results, most functions that return a new object
319 will also release all the objects passed as arguments.
320 If the user still wants to use one or more of these arguments
321 after the function call, she should pass along a copy of the
322 object rather than the object itself.
323 The user is then responsible for make sure that the original
324 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
326 The arguments and return values of all documents functions are
327 annotated to make clear which arguments are released and which
328 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
329 are used
331 =over
333 =item C<__isl_give>
335 C<__isl_give> means that a new object is returned.
336 The user should make sure that the returned pointer is
337 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
338 In between, it can be used as a value for as many
339 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
340 There is one exception, and that is the case where the
341 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
342 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
344 =item C<__isl_take>
346 C<__isl_take> means that the object the argument points to
347 is taken over by the function and may no longer be used
348 by the user as an argument to any other function.
349 The pointer value must be one returned by a function
350 returning an C<__isl_give> pointer.
351 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
352 be treated as an error in the sense that the function will
353 not perform its usual operation.  However, it will still
354 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
355 are released.
357 =item C<__isl_keep>
359 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
360 temporarily.  After the function has finished, the user
361 can still use it as an argument to other functions.
362 A C<NULL> value will be treated in the same way as
363 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
365 =back
367 =head2 Dimension Specifications
369 Whenever a new set or relation is created from scratch,
370 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
372         #include <isl_dim.h>
373         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
374                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
375         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
376                 unsigned nparam, unsigned dim);
377         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
378         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
379         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
380                 enum isl_dim_type type);
382 The dimension specification used for creating a set
383 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
384 that for creating a relation
385 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
386 C<isl_dim_size> can be used
387 to find out the number of dimensions of each type in
388 a dimension specification, where type may be
389 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
390 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
391 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
393 It is often useful to create objects that live in the
394 same space as some other object.  This can be accomplished
395 by creating the new objects
396 (see L<Creating New Sets and Relations> or
397 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
398 specification of the original object.
400         #include <isl_set.h>
401         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
402                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
403         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
405         #include <isl_union_set.h>
406         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
407                 __isl_keep isl_union_set *uset);
409         #include <isl_map.h>
410         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
411                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
412         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
414         #include <isl_union_map.h>
415         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
416                 __isl_keep isl_union_map *umap);
418         #include <isl_polynomial.h>
419         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
420                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
421         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
422                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
423         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
424                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
425         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
426                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
428 The names of the individual dimensions may be set or read off
429 using the following functions.
431         #include <isl_dim.h>
432         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
433                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
434                                  __isl_keep const char *name);
435         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
436                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
438 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
439 data structure, so the result can only be used while the
440 corresponding C<isl_dim> is alive.
441 Also note that every function that operates on two sets or relations
442 requires that both arguments have the same parameters.  This also
443 means that if one of the arguments has named parameters, then the
444 other needs to have named parameters too and the names need to match.
445 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
446 have different parameters (as long as they are named), in which case
447 the result will have as parameters the union of the parameters of
448 the arguments.
450 The names of entire spaces may be set or read off
451 using the following functions.
453         #include <isl_dim.h>
454         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
455                 __isl_take isl_dim *dim,
456                 enum isl_dim_type type, const char *s);
457         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
458                 enum isl_dim_type type);
460 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
461 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
462 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
463 data structure.
464 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
465 to have the same name.
467 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
468 the domain or range of a relation can be a nested relation.
469 The following functions can be used to construct and deconstruct
470 such nested dimension specifications.
472         #include <isl_dim.h>
473         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
474         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
475         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
477 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
478 be the dimension specification of a set, while that of
479 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
480 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
481 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
482 of a set.
484 Dimension specifications can be created from other dimension
485 specifications using the following functions.
487         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
488         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
489         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
490         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
491         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
492         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
493                 __isl_take isl_dim *right);
494         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
495                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
496         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
497                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
498         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
499                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
501 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
502 the name and the internal structure are lost.
504 =head2 Input and Output
506 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
507 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
508 in some cases.
510 =head3 C<isl> format
512 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
513 syntax for describing the parameters and allows for the definition
514 of an existentially quantified variable as the integer division
515 of an affine expression.
516 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
517 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
519         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
520                                 i - 10 a <= 6) }
522 A set or relation can have several disjuncts, separated
523 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
524 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
525 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
526 C<and>.
528 =head3 C<PolyLib> format
530 If the represented set is a union, then the first line
531 contains a single number representing the number of disjuncts.
532 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
534 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
535 The first line contains two numbers representing
536 the number of rows and columns,
537 where the number of rows is equal to the number of constraints
538 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
539 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
540 In each row, the first column indicates whether the constraint
541 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
542 corresponds to the constant term.
544 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
545 appear in the last columns before the constant column.
546 The coefficients of any existentially quantified variables appear
547 between those of the set variables and those of the parameters.
549 =head3 Input
551         #include <isl_set.h>
552         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
553                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
554         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
555                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
556         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
557                 FILE *input, int nparam);
558         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
559                 const char *str, int nparam);
561         #include <isl_map.h>
562         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
563                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
564         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
565                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
566         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
567                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
568         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
569                 const char *str, int nparam);
571 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
572 or the C<isl> format.
573 C<nparam> specifies how many of the final columns in
574 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
575 If input is given in the C<isl> format, then the number
576 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
577 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
578 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
579 are assumed in the C<PolyLib> format.
581 =head3 Output
583 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
584 be created.
586         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
587                 FILE *file);
588         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
589         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
590         __isl_give char *isl_printer_get_str(
591                 __isl_keep isl_printer *printer);
593 The behavior of the printer can be modified in various ways
595         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
596                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
597         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
598                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
599         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
600                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
601         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
602                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
604 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>
605 or C<ISL_FORMAT_POLYLIB> and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
606 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
607 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
608 In the C<PolyLib> format output,
609 the coefficients of the existentially quantified variables
610 appear between those of the set variables and those
611 of the parameters.
613 To actually print something, use
615         #include <isl_set.h>
616         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
617                 __isl_take isl_printer *printer,
618                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
619         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
620                 __isl_take isl_printer *printer,
621                 __isl_keep isl_set *set);
623         #include <isl_map.h>
624         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
625                 __isl_take isl_printer *printer,
626                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
627         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
628                 __isl_take isl_printer *printer,
629                 __isl_keep isl_map *map);
631         #include <isl_union_set.h>
632         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
633                 __isl_take isl_printer *p,
634                 __isl_keep isl_union_set *uset);
636         #include <isl_union_map.h>
637         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
638                 __isl_take isl_printer *p,
639                 __isl_keep isl_union_map *umap);
641 When called on a file printer, the following function flushes
642 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
644         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
645                 __isl_take isl_printer *p);
647 =head2 Creating New Sets and Relations
649 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
651 =over
653 =item * Empty sets and relations
655         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
656                 __isl_take isl_dim *dim);
657         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
658                 __isl_take isl_dim *dim);
659         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
660                 __isl_take isl_dim *dim);
661         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
662                 __isl_take isl_dim *dim);
663         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
664                 __isl_take isl_dim *dim);
665         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
666                 __isl_take isl_dim *dim);
668 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
669 is only used to specify the parameters.
671 =item * Universe sets and relations
673         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
674                 __isl_take isl_dim *dim);
675         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
676                 __isl_take isl_dim *dim);
677         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
678                 __isl_take isl_dim *dim);
679         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
680                 __isl_take isl_dim *dim);
682 =item * Identity relations
684         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
685                 __isl_take isl_dim *set_dim);
686         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
687                 __isl_take isl_dim *set_dim);
689 These functions take a dimension specification for a B<set>
690 and return an identity relation between two such sets.
692 =item * Lexicographic order
694         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
695                 __isl_take isl_dim *set_dim);
696         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
697                 __isl_take isl_dim *set_dim);
698         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
699                 __isl_take isl_dim *set_dim);
700         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
701                 __isl_take isl_dim *set_dim);
702         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
703                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
704         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
705                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
706         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
707                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
708         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
709                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
711 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
712 and return relations that express that the elements in the domain
713 are lexicographically less
714 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
715 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
716 than the elements in the range.
717 The last four functions take a dimension specification for a map
718 and return relations that express that the first C<n> dimensions
719 in the domain are lexicographically less
720 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
721 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
722 than the first C<n> dimensions in the range.
724 =back
726 A basic set or relation can be converted to a set or relation
727 using the following functions.
729         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
730                 __isl_take isl_basic_set *bset);
731         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
732                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
734 Sets and relations can be converted to union sets and relations
735 using the following functions.
737         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
738                 __isl_take isl_map *map);
739         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
740                 __isl_take isl_set *set);
742 Sets and relations can be copied and freed again using the following
743 functions.
745         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
746                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
747         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
748         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
749                 __isl_keep isl_union_set *uset);
750         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
751                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
752         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
753         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
754                 __isl_keep isl_union_map *umap);
755         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
756         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
757         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
758         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
759         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
760         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
762 Other sets and relations can be constructed by starting
763 from a universe set or relation, adding equality and/or
764 inequality constraints and then projecting out the
765 existentially quantified variables, if any.
766 Constraints can be constructed, manipulated and
767 added to basic sets and relations using the following functions.
769         #include <isl_constraint.h>
770         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
771                 __isl_take isl_dim *dim);
772         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
773                 __isl_take isl_dim *dim);
774         void isl_constraint_set_constant(
775                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
776         void isl_constraint_set_coefficient(
777                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
778                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
779         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
780                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
781                 __isl_take isl_constraint *constraint);
782         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
783                 __isl_take isl_basic_set *bset,
784                 __isl_take isl_constraint *constraint);
786 For example, to create a set containing the even integers
787 between 10 and 42, you would use the following code.
789         isl_int v;
790         struct isl_dim *dim;
791         struct isl_constraint *c;
792         struct isl_basic_set *bset;
794         isl_int_init(v);
795         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
796         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
798         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
799         isl_int_set_si(v, -1);
800         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
801         isl_int_set_si(v, 2);
802         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
803         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
805         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
806         isl_int_set_si(v, -10);
807         isl_constraint_set_constant(c, v);
808         isl_int_set_si(v, 1);
809         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
810         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
812         c = isl_inequality_alloc(dim);
813         isl_int_set_si(v, 42);
814         isl_constraint_set_constant(c, v);
815         isl_int_set_si(v, -1);
816         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
817         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
819         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
821         isl_int_clear(v);
823 Or, alternatively,
825         struct isl_basic_set *bset;
826         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
827                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
829 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
830 describing the equalities and the inequalities.
832         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
833                 __isl_take isl_dim *dim,
834                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
835                 enum isl_dim_type c1,
836                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
837                 enum isl_dim_type c4);
838         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
839                 __isl_take isl_dim *dim,
840                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
841                 enum isl_dim_type c1,
842                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
843                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
845 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
846 different kinds of variables appear in the input matrices
847 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
848 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
849 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
850 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
852 =head2 Inspecting Sets and Relations
854 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
855 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
856 explained in the following sections.
857 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
858 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
859 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
860 an explicit representation of the existentially quantified variables.
862         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
863                 __isl_take isl_set *set);
864         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
865                 __isl_take isl_map *map);
866         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
867                 __isl_take isl_union_set *uset);
868         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
869                 __isl_take isl_union_map *umap);
871 This explicit representation defines the existentially quantified
872 variables as integer divisions of the other variables, possibly
873 including earlier existentially quantified variables.
874 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
875 has a unique value when the values of the other variables are known.
876 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
877 with the same explicit representations, should appear in the
878 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
879 either of the following functions.
881         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
882                 __isl_take isl_set *set);
883         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
884                 __isl_take isl_map *map);
886 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
888         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
889                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
890                 void *user);
891         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
892                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
893                 void *user);
895 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
897         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
898                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
899                 void *user);
900         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
901                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
902                 void *user);
904 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
905 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
906 occurs, the above functions will return -1.
908 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
909 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
910 If this is required, then the user should call one of
911 the following functions first.
913         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
914                 __isl_take isl_set *set);
915         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
916                 __isl_take isl_map *map);
918 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
920         #include <isl_constraint.h>
922         int isl_basic_map_foreach_constraint(
923                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
924                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
925                 void *user);
926         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
928 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
929 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
930 occurs, the above functions will return -1.
931 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
932 Use the following function to find out whether a constraint
933 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
935         int isl_constraint_is_equality(
936                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
938 The coefficients of the constraints can be inspected using
939 the following functions.
941         void isl_constraint_get_constant(
942                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
943         void isl_constraint_get_coefficient(
944                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
945                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
947 The explicit representations of the existentially quantified
948 variables can be inspected using the following functions.
949 Note that the user is only allowed to use these functions
950 if the inspected set or map is the result of a call
951 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
953         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
954                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
955         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
956                 isl_int *v);
957         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
958                 isl_int *v);
959         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
960                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
962 To obtain the constraints of a basic map in matrix
963 form, use the following functions.
965         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
966                         __isl_keep isl_basic_map *bmap,
967                         enum isl_dim_type c1,
968                         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
969                         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
970         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
971                         __isl_keep isl_basic_map *bmap,
972                         enum isl_dim_type c1,
973                         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
974                         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
976 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
977 different kinds of variables appear in the resulting matrix
978 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
979 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
981 =head2 Properties
983 =head3 Unary Properties
985 =over
987 =item * Emptiness
989 The following functions test whether the given set or relation
990 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
991 any computations, but simply check if the given set or relation
992 is already known to be empty.
994         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
995         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
996         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
997         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
998         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
999         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1000         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1001         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1002         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1004 =item * Universality
1006         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1007         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1008         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1010 =item * Single-valuedness
1012         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1014 =item * Bijectivity
1016         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1018 =item * Wrapping
1020 The followning functions check whether the domain of the given
1021 (basic) set is a wrapped relation.
1023         int isl_basic_set_is_wrapping(
1024                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1025         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1027 =back
1029 =head3 Binary Properties
1031 =over
1033 =item * Equality
1035         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1036                 __isl_keep isl_set *set2);
1037         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1038                 __isl_keep isl_set *set2);
1039         int isl_basic_map_is_equal(
1040                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1041                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1042         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1043                 __isl_keep isl_map *map2);
1044         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1045                 __isl_keep isl_map *map2);
1046         int isl_union_map_is_equal(
1047                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1048                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1050 =item * Disjointness
1052         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1053                 __isl_keep isl_set *set2);
1055 =item * Subset
1057         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1058                 __isl_keep isl_set *set2);
1059         int isl_set_is_strict_subset(
1060                 __isl_keep isl_set *set1,
1061                 __isl_keep isl_set *set2);
1062         int isl_basic_map_is_subset(
1063                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1064                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1065         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1066                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1067                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1068         int isl_map_is_subset(
1069                 __isl_keep isl_map *map1,
1070                 __isl_keep isl_map *map2);
1071         int isl_map_is_strict_subset(
1072                 __isl_keep isl_map *map1,
1073                 __isl_keep isl_map *map2);
1074         int isl_union_map_is_subset(
1075                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1076                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1077         int isl_union_map_is_strict_subset(
1078                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1079                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1081 =back
1083 =head2 Unary Operations
1085 =over
1087 =item * Complement
1089         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1090                 __isl_take isl_set *set);
1092 =item * Inverse map
1094         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1095                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1096         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1097                 __isl_take isl_map *map);
1098         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1099                 __isl_take isl_union_map *umap);
1101 =item * Projection
1103         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1104                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1105                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1106         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1107                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1108                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1109         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1110                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1111         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1112                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1113         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1114                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1115         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1116                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1117         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1118                 __isl_take isl_map *bmap);
1119         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1120                 __isl_take isl_map *map);
1121         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1122                 __isl_take isl_union_map *umap);
1123         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1124                 __isl_take isl_union_map *umap);
1126         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1127                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1128         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1129                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1130         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1131         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1132         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1133                 __isl_take isl_union_map *umap);
1134         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1135                 __isl_take isl_union_map *umap);
1137 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1138 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1140 =item * Deltas
1142         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1143                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1144         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1145         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1146                 __isl_take isl_union_map *umap);
1148 These functions return a (basic) set containing the differences
1149 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1151 =item * Coalescing
1153 Simplify the representation of a set or relation by trying
1154 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1155 basic set or relation.
1157         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1158         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1159         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1160                 __isl_take isl_union_set *uset);
1161         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1162                 __isl_take isl_union_map *umap);
1164 =item * Convex hull
1166         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1167                 __isl_take isl_set *set);
1168         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1169                 __isl_take isl_map *map);
1171 If the input set or relation has any existentially quantified
1172 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1174 =item * Simple hull
1176         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1177                 __isl_take isl_set *set);
1178         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1179                 __isl_take isl_map *map);
1181 These functions compute a single basic set or relation
1182 that contains the whole input set or relation.
1183 In particular, the output is described by translates
1184 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1186 =begin latex
1188 (See \autoref{s:simple hull}.)
1190 =end latex
1192 =item * Affine hull
1194         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1195                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1196         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1197                 __isl_take isl_set *set);
1198         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1199                 __isl_take isl_union_set *uset);
1200         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1201                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1202         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1203                 __isl_take isl_map *map);
1204         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1205                 __isl_take isl_union_map *umap);
1207 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1208 per space.
1210 =item * Power
1212         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1213                 unsigned param, int *exact);
1215 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1216 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1217 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1218 then C<*exact> is set to C<1>.
1219 The current implementation only produces exact results for particular
1220 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1222 =item * Transitive closure
1224         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1225                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1226         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1227                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1229 Compute the transitive closure of C<map>.
1230 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1231 then C<*exact> is set to C<1>.
1232 The current implementation only produces exact results for particular
1233 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1235 =item * Reaching path lengths
1237         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1238                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1240 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1241 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1242 end up in the given element.
1243 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1244 then C<*exact> is set to C<1>.
1245 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1246 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1247 In particular, if the input relation is a dependence relation
1248 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1249 to the free schedule.
1250 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1251 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1252 the overapproximation), then you will get an error message.
1254 =item * Wrapping
1256         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1257                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1258         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1259                 __isl_take isl_map *map);
1260         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1261                 __isl_take isl_union_map *umap);
1262         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1263                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1264         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1265                 __isl_take isl_set *set);
1266         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1267                 __isl_take isl_union_set *uset);
1269 =back
1271 =head2 Binary Operations
1273 The two arguments of a binary operation not only need to live
1274 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1275 the same (number of) parameters.
1277 =head3 Basic Operations
1279 =over
1281 =item * Intersection
1283         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1284                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1285                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1286         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1287                 __isl_take isl_set *set1,
1288                 __isl_take isl_set *set2);
1289         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1290                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1291                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1292         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1293                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1294                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1295         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1296                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1297                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1298         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1299                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1300                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1301         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1302                 __isl_take isl_map *map,
1303                 __isl_take isl_set *set);
1304         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1305                 __isl_take isl_map *map,
1306                 __isl_take isl_set *set);
1307         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1308                 __isl_take isl_map *map1,
1309                 __isl_take isl_map *map2);
1310         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1311                 __isl_take isl_union_map *umap,
1312                 __isl_take isl_union_set *uset);
1313         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1314                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1315                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1317 =item * Union
1319         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1320                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1321                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1322         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1323                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1324                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1325         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1326                 __isl_take isl_set *set1,
1327                 __isl_take isl_set *set2);
1328         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1329                 __isl_take isl_map *map1,
1330                 __isl_take isl_map *map2);
1331         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1332                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1333                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1334         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1335                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1336                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1338 =item * Set difference
1340         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1341                 __isl_take isl_set *set1,
1342                 __isl_take isl_set *set2);
1343         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1344                 __isl_take isl_map *map1,
1345                 __isl_take isl_map *map2);
1346         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1347                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1348                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1349         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1350                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1351                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1353 =item * Application
1355         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1356                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1357                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1358         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1359                 __isl_take isl_set *set,
1360                 __isl_take isl_map *map);
1361         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1362                 __isl_take isl_union_set *uset,
1363                 __isl_take isl_union_map *umap);
1364         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1365                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1366                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1367         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1368                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1369                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1370         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1371                 __isl_take isl_map *map1,
1372                 __isl_take isl_map *map2);
1373         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1374                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1375                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1376         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1377                 __isl_take isl_map *map1,
1378                 __isl_take isl_map *map2);
1379         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1380                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1381                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1383 =item * Simplification
1385         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1386                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1387                 __isl_take isl_basic_set *context);
1388         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1389                 __isl_take isl_set *context);
1390         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1391                 __isl_take isl_union_set *uset,
1392                 __isl_take isl_union_set *context);
1393         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1394                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1395                 __isl_take isl_basic_map *context);
1396         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1397                 __isl_take isl_map *context);
1398         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1399                 __isl_take isl_union_map *umap,
1400                 __isl_take isl_union_map *context);
1402 The gist operation returns a set or relation that has the
1403 same intersection with the context as the input set or relation.
1404 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1405 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1406 are removed.
1407 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1408 per space.
1410 =back
1412 =head3 Lexicographic Optimization
1414 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1415 the following functions
1416 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1417 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1418 that satisfy C<dom>.
1419 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1420 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1421 has no elements.
1422 In other words, the union of the parameter values
1423 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1424 is equal to C<dom>.
1426         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1427                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1428                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1429                 __isl_give isl_set **empty);
1430         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1431                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1432                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1433                 __isl_give isl_set **empty);
1434         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1435                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1436                 __isl_give isl_set **empty);
1437         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1438                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1439                 __isl_give isl_set **empty);
1441 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1442 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1443 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1444 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1446         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1447                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1448         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1449                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1450         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1451                 __isl_take isl_set *set);
1452         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1453                 __isl_take isl_set *set);
1454         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1455                 __isl_take isl_union_set *uset);
1456         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1457                 __isl_take isl_union_set *uset);
1459 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1460 the following functions
1461 compute a relation that maps each element of C<dom>
1462 to the single lexicographic minimum or maximum
1463 of the elements that are associated to that same
1464 element in C<map> (or C<bmap>).
1465 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1466 that contains the elements in C<dom> that do not map
1467 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1468 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1469 is equal to C<dom>.
1471         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1472                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1473                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1474                 __isl_give isl_set **empty);
1475         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1476                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1477                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1478                 __isl_give isl_set **empty);
1479         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1480                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1481                 __isl_give isl_set **empty);
1482         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1483                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1484                 __isl_give isl_set **empty);
1486 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1487 return a map mapping each element in the domain of
1488 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1489 of all elements associated to that element.
1490 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1492         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1493                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1494         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1495                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1496         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1497                 __isl_take isl_map *map);
1498         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1499                 __isl_take isl_map *map);
1500         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1501                 __isl_take isl_union_map *umap);
1502         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1503                 __isl_take isl_union_map *umap);
1505 =head2 Matrices
1507 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1509         #include <isl_mat.h>
1510         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1511                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1512         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1513         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1515 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1516 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1518         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1519         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1520         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1521                 int row, int col, isl_int *v);
1522         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1523                 int row, int col, isl_int v);
1525 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1526 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1528 The following function can be used to compute the (right) inverse
1529 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1530 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1531 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1533         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1535 The following function can be used to compute the (right) kernel
1536 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1537 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1539         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1541 =head2 Points
1543 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1544 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1545 individual elements of a set.
1546 The zero point (the origin) can be created using
1548         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1550 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1551 using
1553         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1554                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1555         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1556                 __isl_take isl_point *pnt,
1557                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1559         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1560                 __isl_take isl_point *pnt,
1561                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1562         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1563                 __isl_take isl_point *pnt,
1564                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1566 Points can be copied or freed using
1568         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1569                 __isl_keep isl_point *pnt);
1570         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1572 A singleton set can be created from a point using
1574         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1575                 __isl_take isl_point *pnt);
1577 and a box can be created from two opposite extremal points using
1579         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1580                 __isl_take isl_point *pnt1,
1581                 __isl_take isl_point *pnt2);
1583 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1584 the following functions.
1586         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1587                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1588                 void *user);
1589         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1590                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1591                 void *user);
1593 The function C<fn> is called for each integer point in
1594 C<set> with as second argument the last argument of
1595 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1596 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1597 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1598 enumerating and return C<-1> as well.
1599 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1600 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1602 To obtain a single point of a set, use
1604         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1605                 __isl_take isl_set *set);
1607 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1608 resulting point will be ``void'', a property that can be
1609 tested using
1611         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1613 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1615 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1616 a parametric point to a rational value.
1617 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1618 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1619 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1620 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1621 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1622 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1623 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1624 the value is assumed to be zero.
1625 For example, the piecewise quasipolynomial
1627         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1629 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1630 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1631 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1632 defined over different domains.
1633 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1634 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1635 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1636 the number of points in the map
1638         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1640 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1642 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1643 using the following functions.
1645         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1646                 __isl_take isl_printer *p,
1647                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1649         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1650                 __isl_take isl_printer *p,
1651                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1653         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1654                 __isl_take isl_printer *p,
1655                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1657 The output format of the printer
1658 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1659 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1660 is supported.
1662 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1664 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1665 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1666 operations such as addition and multiplication
1667 on the resulting quasipolynomials
1669         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1670                 __isl_take isl_dim *dim);
1671         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
1672                 __isl_take isl_dim *dim);
1673         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1674                 __isl_take isl_dim *dim);
1675         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1676                 __isl_take isl_dim *dim);
1677         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1678                 __isl_take isl_dim *dim);
1679         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1680                 __isl_take isl_dim *dim,
1681                 const isl_int n, const isl_int d);
1682         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1683                 __isl_take isl_div *div);
1684         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1685                 __isl_take isl_dim *dim,
1686                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1688 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1689 with a single cell can be created using the following functions.
1690 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1691 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1693         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1694                 __isl_take isl_dim *dim);
1695         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1696                 __isl_take isl_set *set,
1697                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1699         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1700                 __isl_take isl_dim *dim);
1701         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1702                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1703         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1704                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1705                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1707 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1708 functions.
1710         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1711                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1712         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1714         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1715                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1716         void isl_pw_qpolynomial_free(
1717                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1719         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1720                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1721         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1722                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1724 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1726 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1727 piecewise quasipolynomial, use the following function
1729         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1730                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1731                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1732                 void *user);
1734 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1735 use either of the following two functions
1737         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1738                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1739                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1740                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1741                           void *user), void *user);
1742         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1743                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1744                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1745                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1746                           void *user), void *user);
1748 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1749 and C<-1> on failure.  The difference between
1750 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1751 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1752 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1753 compute unique representations for all existentially quantified
1754 variables and then turn these existentially quantified variables
1755 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1756 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1757 will not have any existentially quantified variables, but that
1758 the dimensions of the sets may be different for different
1759 invocations of C<fn>.
1761 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1764         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1765                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1766                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1767                           void *user), void *user);
1769 The terms themselves can be inspected and freed using
1770 these functions
1772         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1773                 enum isl_dim_type type);
1774         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1775                 isl_int *n);
1776         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1777                 isl_int *d);
1778         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1779                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1780         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1781                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1782         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1784 Each term is a product of parameters, set variables and
1785 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
1786 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
1787 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
1788 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
1789 using C<isl_int_init> before calling these functions.
1791 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
1793 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
1794 use the following function.
1796         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1797                 isl_int *n, isl_int *d);
1799 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
1800 then the numerator and denominator of the constant
1801 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
1803 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
1805         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
1806                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1807         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
1808                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1809                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1810         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
1811                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1812                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1813         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
1814                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1815                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1817         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
1818                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1819                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1820         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
1821                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1822                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1823         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
1824                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1825                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1826         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
1827                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1828         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
1829                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1830                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1832         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
1833                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1834                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1835         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
1836                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1837                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1838         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
1839                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1840                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1842         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
1843                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1844                 __isl_take isl_point *pnt);
1846         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
1847                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1848                 __isl_take isl_point *pnt);
1850         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
1851                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1852         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1853                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
1854                 __isl_take isl_set *set);
1856         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
1857                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1858         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1859                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
1860                 __isl_take isl_union_set *uset);
1862         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
1863                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1865         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
1866                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1867                 __isl_take isl_set *context);
1869         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
1870                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1871                 __isl_take isl_union_set *context);
1873 The gist operation applies the gist operation to each of
1874 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
1875 In future, the operation will also exploit the context
1876 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
1878 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
1880 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
1881 reduction (or fold) of quasipolynomials.
1882 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
1883 The objects are mainly used to represent the result of
1884 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
1885 i.e., as the result of the following function.
1887         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
1888                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1889                 enum isl_fold type, int *tight);
1891         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
1892                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1893                 enum isl_fold type, int *tight);
1895 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
1896 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
1897 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
1898 of the parameters there is at least
1899 one element in the domain that reaches the bound.
1900 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
1901 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
1902 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
1903 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
1904 wrapped relation becomes the domain of the result.
1906 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
1907 following functions.
1909         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
1910                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
1911         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
1912                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1913         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
1914                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1915         void isl_qpolynomial_fold_free(
1916                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
1917         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
1918                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1919         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
1920                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1922 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
1924 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
1925 using the following function.
1927         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
1928                 __isl_take isl_printer *p,
1929                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1930         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
1931                 __isl_take isl_printer *p,
1932                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1934 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
1935 output format of the printer
1936 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1937 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
1938 output format of the printer
1939 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL>.
1941 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
1943 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
1944 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
1946         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
1947                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1948                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1949                             void *user), void *user);
1951 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
1952 use either of the following two functions
1954         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
1955                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1956                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1957                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
1958                           void *user), void *user);
1959         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
1960                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1961                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1962                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
1963                           void *user), void *user);
1965 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
1966 of the difference between these two functions.
1968 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
1970         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
1971                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
1972                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
1973                           void *user), void *user);
1975 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
1977         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
1978                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
1979                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
1981         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
1982                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
1983                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
1985         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
1986                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1987                 __isl_take isl_point *pnt);
1989         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
1990                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1991                 __isl_take isl_point *pnt);
1993         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
1994                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1995         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
1996                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1997                 __isl_take isl_union_set *uset);
1999         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2000                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2002         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2003                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2005         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2006                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2007                 __isl_take isl_set *context);
2009         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2010                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2011                 __isl_take isl_union_set *context);
2013 The gist operation applies the gist operation to each of
2014 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2015 In future, the operation will also exploit the context
2016 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2018         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2019         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2020                 __isl_take isl_map *map,
2021                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2022                 int *tight);
2023         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2024         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2025                 __isl_take isl_union_map *umap,
2026                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2027                 int *tight);
2029 These functions
2030 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2031 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2032 over all elements in the intersection of the range of the map
2033 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2034 as a function of an element in the domain of the map.
2036 =head2 Dependence Analysis
2038 C<isl> contains specialized functionality for performing
2039 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2040 and a collection of possible I<source> access relations,
2041 C<isl> can compute relations that describe
2042 for each iteration of the sink access, which iteration
2043 of which of the source access relations was the last
2044 to access the same data element before the given iteration
2045 of the sink access.
2046 To compute standard flow dependences, the sink should be
2047 a read, while the sources should be writes.
2048 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2049 accesses, then there will be a dependence to the last
2050 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2051 this last I<must> access.
2052 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2053 then memory based dependence analysis is performed.
2054 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2055 then value based dependence analysis is performed.
2057         #include <isl_flow.h>
2059         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2061         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2062                 __isl_take isl_map *sink,
2063                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2064                 int max_source);
2065         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2066                 __isl_take isl_access_info *acc,
2067                 __isl_take isl_map *source, int must,
2068                 void *source_user);
2070         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2071                 __isl_take isl_access_info *acc);
2073         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2074                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2075                           void *dep_user, void *user),
2076                 void *user);
2077         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
2078                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2079         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2081 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2082 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2083 the input for this function or to read off the output.
2085 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2086 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2087 The arguments to this functions are the sink access relation
2088 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2089 access to the user, a callback function for specifying the
2090 relative order of source and sink accesses, and the number
2091 of source access relations that will be added.
2092 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2093 The function is called with two user supplied tokens identifying
2094 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2095 level and the relative order of the two accesses.
2096 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2097 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2098 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2099 it should return I<2 * n>.
2100 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2101 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2102 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2103 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2104 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2105 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2106 The C<source_user> token is again used to identify
2107 the source access.  The range of the source access relation
2108 C<source> should have the same dimension as the range
2109 of the sink access relation.
2111 The result of the dependence analysis is collected in an
2112 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
2113 the sink access for which no preceding source access could be
2114 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2115 The sets of these elements can be obtained through
2116 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2117 and the second with C<must> unset.
2118 In the case of standard flow dependence analysis,
2119 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2120 the first set corresponds to the reads from uninitialized
2121 array elements and the second set is empty.
2122 The actual flow dependences can be extracted using
2123 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2124 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2125 a source and the sink.  The callback function is called
2126 with four arguments, the actual flow dependence relation
2127 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2128 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2129 identifying the source and an additional C<void *> with value
2130 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2131 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2132 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2134 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2135 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2137 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2139 The parametric vertex enumeration described in this section
2140 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2141 library.
2143         #include <isl_vertices.h>
2144         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2145                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2147 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2148 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2149 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2150 This information can be queried by either iterating over all
2151 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2152 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2154         int isl_vertices_foreach_vertex(
2155                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2156                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2157                 void *user);
2159         int isl_vertices_foreach_cell(
2160                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2161                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2162                 void *user);
2163         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2164                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2165                 void *user);
2167 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2168 the following.
2170         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2171                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2172         int isl_vertices_get_n_vertices(
2173                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2174         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2176 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2178         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2179         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2180         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2181                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2182         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2183                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2184         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2186 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2187 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2188 of the vertex.
2189 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2190 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2191 and should not be mixed with integer sets.
2193 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2195         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2196         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2197                 __isl_keep isl_cell *cell);
2198         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2200 =head1 Applications
2202 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2203 it also contains some basic applications that use some
2204 of the functionality of C<isl>.
2205 The input may be specified in either the L<isl format>
2206 or the L<PolyLib format>.
2208 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2210 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2211 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2212 The first column in the output is the denominator and is always
2213 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2214 then a vector of length zero is printed.
2216 =head2 C<isl_pip>
2218 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2219 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2220 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2221 of constraints on a parametric polyhedron.
2222 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2223 (but before the final constant column).
2224 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2225 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2226 is just a dump of the internal state.
2228 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2230 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2231 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2232 If an affine objective function
2233 is given, then the constant should appear in the last column.
2235 =head2 C<isl_polytope_scan>
2237 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2238 all integer points in the polytope.
2240 =head1 C<isl-polylib>
2242 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2243 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2244 The library is distributed separately for licensing reasons.
2246         #include <isl_set_polylib.h>
2247         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2248                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2249         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2250                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2251         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2252                 __isl_take isl_dim *dim);
2253         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2255         #include <isl_map_polylib.h>
2256         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2257                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2258         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2259                 __isl_take isl_dim *dim);
2260         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2261                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2262         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);