add isl_div_get_ctx
[isl.git] / doc / user.pod
blob6c87548414eab7b408d9f2d305c4513fc553ff74
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head1 Installation
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
90 =head2 Installation from the git repository
92 =over
94 =item 1 Clone or update the repository
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
103         git pull
105 =item 2 Generate C<configure>
107         ./autogen.sh
109 =back
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
114 =head2 Common installation instructions
116 =over
118 =item 1 Obtain C<GMP>
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
126 =item 2 Configure
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
131         ./configure
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
136         ./configure --help
138 Below we discuss some of the more common options.
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
150 =over
152 =item C<--prefix>
154 Installation prefix for C<isl>
156 =item C<--with-gmp-prefix>
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
164 =item C<--with-piplib>
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
168 =item C<--with-piplib-prefix>
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
176 =item C<--with-piplib-builddir>
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
180 =back
182 =item 3 Compile
184         make
186 =item 4 Install (optional)
188         make install
190 =back
192 =head1 Library
194 =head2 Initialization
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
214 =head2 Integers
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
235 =over
237 =item isl_int_init(i)
239 =item isl_int_clear(i)
241 =item isl_int_set(r,i)
243 =item isl_int_set_si(r,i)
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
249 =item isl_int_abs(r,i)
251 =item isl_int_neg(r,i)
253 =item isl_int_swap(i,j)
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
261 =item isl_int_add(r,i,j)
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
287 =item isl_int_read(r,s)
289 =item isl_int_print(out,i,width)
291 =item isl_int_sgn(i)
293 =item isl_int_cmp(i,j)
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
297 =item isl_int_eq(i,j)
299 =item isl_int_ne(i,j)
301 =item isl_int_lt(i,j)
303 =item isl_int_le(i,j)
305 =item isl_int_gt(i,j)
307 =item isl_int_ge(i,j)
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
319 =item isl_int_is_zero(i)
321 =item isl_int_is_one(i)
323 =item isl_int_is_negone(i)
325 =item isl_int_is_pos(i)
327 =item isl_int_is_neg(i)
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
335 =back
337 =head2 Sets and Relations
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
355 =head2 Memory Management
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
372 =over
374 =item C<__isl_give>
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
385 =item C<__isl_take>
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
398 =item C<__isl_keep>
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
406 =back
408 =head2 Dimension Specifications
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
459         #include <isl/constraint.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
461                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
463         #include <isl/polynomial.h>
464         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
466         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
467                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
468         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
469                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
470         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
471                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
473 The names of the individual dimensions may be set or read off
474 using the following functions.
476         #include <isl/dim.h>
477         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
478                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
479                                  __isl_keep const char *name);
480         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
481                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
483 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
484 data structure, so the result can only be used while the
485 corresponding C<isl_dim> is alive.
486 Also note that every function that operates on two sets or relations
487 requires that both arguments have the same parameters.  This also
488 means that if one of the arguments has named parameters, then the
489 other needs to have named parameters too and the names need to match.
490 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
491 have different parameters (as long as they are named), in which case
492 the result will have as parameters the union of the parameters of
493 the arguments.
495 The names of entire spaces may be set or read off
496 using the following functions.
498         #include <isl/dim.h>
499         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
500                 __isl_take isl_dim *dim,
501                 enum isl_dim_type type, const char *s);
502         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
503                 enum isl_dim_type type);
505 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
506 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
507 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
508 data structure.
509 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
510 to have the same name.
512 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
513 the domain or range of a relation can be a nested relation.
514 The following functions can be used to construct and deconstruct
515 such nested dimension specifications.
517         #include <isl/dim.h>
518         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
519         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
522 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
523 be the dimension specification of a set, while that of
524 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
525 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
526 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
527 of a set.
529 Dimension specifications can be created from other dimension
530 specifications using the following functions.
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
534         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
536         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
538                 __isl_take isl_dim *right);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
542                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
546                 __isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
549 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
550 the name and the internal structure are lost.
552 =head2 Input and Output
554 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
555 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
556 in some cases.
558 =head3 C<isl> format
560 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
561 syntax for describing the parameters and allows for the definition
562 of an existentially quantified variable as the integer division
563 of an affine expression.
564 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
565 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
567         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
568                                 i - 10 a <= 6) }
570 A set or relation can have several disjuncts, separated
571 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
572 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
573 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
574 C<and>.
576 =head3 C<PolyLib> format
578 If the represented set is a union, then the first line
579 contains a single number representing the number of disjuncts.
580 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
582 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
583 The first line contains two numbers representing
584 the number of rows and columns,
585 where the number of rows is equal to the number of constraints
586 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
587 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
588 In each row, the first column indicates whether the constraint
589 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
590 corresponds to the constant term.
592 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
593 appear in the last columns before the constant column.
594 The coefficients of any existentially quantified variables appear
595 between those of the set variables and those of the parameters.
597 =head3 Extended C<PolyLib> format
599 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
600 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
601 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
602 also contains four additional numbers:
603 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
604 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
605 quantified variables) and the number of parameters.
606 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
607 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
608 dimensions is zero.
610 =head3 Input
612         #include <isl/set.h>
613         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
614                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
616                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
617         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
618                 FILE *input, int nparam);
619         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
620                 const char *str, int nparam);
622         #include <isl/map.h>
623         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
624                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
626                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
627         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
628                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
629         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
630                 const char *str, int nparam);
632         #include <isl/union_set.h>
633         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
634                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
635         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
636                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
638         #include <isl/union_map.h>
639         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
640                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
642                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
644 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
645 or the C<isl> format.
646 C<nparam> specifies how many of the final columns in
647 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
648 If input is given in the C<isl> format, then the number
649 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
650 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
651 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
652 are assumed in the C<PolyLib> format.
654 =head3 Output
656 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
657 be created.
659         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
660                 FILE *file);
661         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
662         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
663         __isl_give char *isl_printer_get_str(
664                 __isl_keep isl_printer *printer);
666 The behavior of the printer can be modified in various ways
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
669                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
671                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
673                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
674         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
675                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
677 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
678 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
679 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
680 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
681 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
682 In the C<PolyLib> format output,
683 the coefficients of the existentially quantified variables
684 appear between those of the set variables and those
685 of the parameters.
687 To actually print something, use
689         #include <isl/set.h>
690         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
691                 __isl_take isl_printer *printer,
692                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
693         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
694                 __isl_take isl_printer *printer,
695                 __isl_keep isl_set *set);
697         #include <isl/map.h>
698         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
699                 __isl_take isl_printer *printer,
700                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
701         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
702                 __isl_take isl_printer *printer,
703                 __isl_keep isl_map *map);
705         #include <isl/union_set.h>
706         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
707                 __isl_take isl_printer *p,
708                 __isl_keep isl_union_set *uset);
710         #include <isl/union_map.h>
711         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
712                 __isl_take isl_printer *p,
713                 __isl_keep isl_union_map *umap);
715 When called on a file printer, the following function flushes
716 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
718         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
719                 __isl_take isl_printer *p);
721 =head2 Creating New Sets and Relations
723 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
725 =over
727 =item * Empty sets and relations
729         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
737         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
738                 __isl_take isl_dim *dim);
739         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
740                 __isl_take isl_dim *dim);
742 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
743 is only used to specify the parameters.
745 =item * Universe sets and relations
747         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
751         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
752                 __isl_take isl_dim *dim);
753         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
754                 __isl_take isl_dim *dim);
755         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
756                 __isl_take isl_union_set *uset);
757         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
758                 __isl_take isl_union_map *umap);
760 The sets and relations constructed by the functions above
761 contain all integer values, while those constructed by the
762 functions below only contain non-negative values.
764         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
765                 __isl_take isl_dim *dim);
766         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
767                 __isl_take isl_dim *dim);
768         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
769                 __isl_take isl_dim *dim);
770         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
771                 __isl_take isl_dim *dim);
773 =item * Identity relations
775         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
776                 __isl_take isl_dim *dim);
777         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
778                 __isl_take isl_dim *dim);
780 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
781 to be the same.
783 =item * Lexicographic order
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
786                 __isl_take isl_dim *set_dim);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
788                 __isl_take isl_dim *set_dim);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
790                 __isl_take isl_dim *set_dim);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
792                 __isl_take isl_dim *set_dim);
793         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
794                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
795         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
796                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
797         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
798                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
799         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
800                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
802 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
803 and return relations that express that the elements in the domain
804 are lexicographically less
805 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
806 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
807 than the elements in the range.
808 The last four functions take a dimension specification for a map
809 and return relations that express that the first C<n> dimensions
810 in the domain are lexicographically less
811 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
812 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
813 than the first C<n> dimensions in the range.
815 =back
817 A basic set or relation can be converted to a set or relation
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
821                 __isl_take isl_basic_set *bset);
822         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
823                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
825 Sets and relations can be converted to union sets and relations
826 using the following functions.
828         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
829                 __isl_take isl_map *map);
830         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
831                 __isl_take isl_set *set);
833 Sets and relations can be copied and freed again using the following
834 functions.
836         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
837                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
838         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
839         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
840                 __isl_keep isl_union_set *uset);
841         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
842                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
843         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
844         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
845                 __isl_keep isl_union_map *umap);
846         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
847         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
848         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
849         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
850         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
851         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
853 Other sets and relations can be constructed by starting
854 from a universe set or relation, adding equality and/or
855 inequality constraints and then projecting out the
856 existentially quantified variables, if any.
857 Constraints can be constructed, manipulated and
858 added to basic sets and relations using the following functions.
860         #include <isl/constraint.h>
861         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
862                 __isl_take isl_dim *dim);
863         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
864                 __isl_take isl_dim *dim);
865         void isl_constraint_set_constant(
866                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
867         void isl_constraint_set_coefficient(
868                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
869                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
870         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
871                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
872                 __isl_take isl_constraint *constraint);
873         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
874                 __isl_take isl_basic_set *bset,
875                 __isl_take isl_constraint *constraint);
877 For example, to create a set containing the even integers
878 between 10 and 42, you would use the following code.
880         isl_int v;
881         struct isl_dim *dim;
882         struct isl_constraint *c;
883         struct isl_basic_set *bset;
885         isl_int_init(v);
886         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
887         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
889         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
890         isl_int_set_si(v, -1);
891         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
892         isl_int_set_si(v, 2);
893         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
894         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
896         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
897         isl_int_set_si(v, -10);
898         isl_constraint_set_constant(c, v);
899         isl_int_set_si(v, 1);
900         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
901         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
903         c = isl_inequality_alloc(dim);
904         isl_int_set_si(v, 42);
905         isl_constraint_set_constant(c, v);
906         isl_int_set_si(v, -1);
907         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
908         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
910         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
912         isl_int_clear(v);
914 Or, alternatively,
916         struct isl_basic_set *bset;
917         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
918                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
920 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
921 describing the equalities and the inequalities.
923         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
924                 __isl_take isl_dim *dim,
925                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
926                 enum isl_dim_type c1,
927                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
928                 enum isl_dim_type c4);
929         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
930                 __isl_take isl_dim *dim,
931                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
932                 enum isl_dim_type c1,
933                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
934                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
936 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
937 different kinds of variables appear in the input matrices
938 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
939 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
940 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
941 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
943 =head2 Inspecting Sets and Relations
945 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
946 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
947 explained in the following sections.
948 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
949 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
950 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
951 an explicit representation of the existentially quantified variables.
953         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
954                 __isl_take isl_set *set);
955         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
956                 __isl_take isl_map *map);
957         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
958                 __isl_take isl_union_set *uset);
959         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
960                 __isl_take isl_union_map *umap);
962 This explicit representation defines the existentially quantified
963 variables as integer divisions of the other variables, possibly
964 including earlier existentially quantified variables.
965 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
966 has a unique value when the values of the other variables are known.
967 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
968 with the same explicit representations, should appear in the
969 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
970 either of the following functions.
972         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
973                 __isl_take isl_set *set);
974         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
975                 __isl_take isl_map *map);
977 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
978 using the following functions, which compute an overapproximation.
980         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
981                 __isl_take isl_basic_set *bset);
982         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
983                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
984         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
985                 __isl_take isl_set *set);
986         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
987                 __isl_take isl_map *map);
989 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
991         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
992                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
993                 void *user);
994         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
995                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
996                 void *user);
998 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
999 from
1001         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1002         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1004 To extract the set or map from a union with a given dimension
1005 specification, use
1007         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1008                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1009                 __isl_take isl_dim *dim);
1010         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1011                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1012                 __isl_take isl_dim *dim);
1014 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1016         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1017                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1018                 void *user);
1019         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1020                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1021                 void *user);
1023 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1024 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1025 occurs, the above functions will return -1.
1027 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1028 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1029 If this is required, then the user should call one of
1030 the following functions first.
1032         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1033                 __isl_take isl_set *set);
1034         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1035                 __isl_take isl_map *map);
1037 The number of basic sets in a set can be obtained
1038 from
1040         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1042 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1044         #include <isl/constraint.h>
1046         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1047                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1048                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1049                 void *user);
1050         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1052 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1053 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1054 occurs, the above functions will return -1.
1055 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1056 Use the following function to find out whether a constraint
1057 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1059         int isl_constraint_is_equality(
1060                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1062 The coefficients of the constraints can be inspected using
1063 the following functions.
1065         void isl_constraint_get_constant(
1066                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1067         void isl_constraint_get_coefficient(
1068                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1069                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1071 The explicit representations of the existentially quantified
1072 variables can be inspected using the following functions.
1073 Note that the user is only allowed to use these functions
1074 if the inspected set or map is the result of a call
1075 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1077         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1078                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1079         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1080         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1081                 isl_int *v);
1082         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1083                 isl_int *v);
1084         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1085                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1087 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1088 form, use the following functions.
1090         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1091                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1092                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1093                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1094         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1095                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1096                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1097                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1098         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1099                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1100                 enum isl_dim_type c1,
1101                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1102                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1103         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1104                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1105                 enum isl_dim_type c1,
1106                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1107                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1109 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1110 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1111 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1112 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1114 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1115 read off using the following functions.
1117         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1118                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1119         const char *isl_set_get_tuple_name(
1120                 __isl_keep isl_set *set);
1121         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1122                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1123                 enum isl_dim_type type);
1124         const char *isl_map_get_tuple_name(
1125                 __isl_keep isl_map *map,
1126                 enum isl_dim_type type);
1128 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1129 an internal data structure.
1130 The names of individual dimensions can be read off using
1131 the following functions.
1133         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1134                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1136         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1137                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1138                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1139         const char *isl_set_get_dim_name(
1140                 __isl_keep isl_set *set,
1141                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1142         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1143                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1144                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1145         const char *isl_map_get_dim_name(
1146                 __isl_keep isl_map *map,
1147                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1149 These functions are mostly useful to obtain the names
1150 of the parameters.
1152 =head2 Properties
1154 =head3 Unary Properties
1156 =over
1158 =item * Emptiness
1160 The following functions test whether the given set or relation
1161 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1162 any computations, but simply check if the given set or relation
1163 is already known to be empty.
1165         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1166         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1167         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1168         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1169         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1170         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1171         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1172         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1173         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1174         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1176 =item * Universality
1178         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1179         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1180         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1182 =item * Single-valuedness
1184         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1185         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1187 =item * Injectivity
1189         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1190         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1191         int isl_union_map_plain_is_injective(
1192                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1193         int isl_union_map_is_injective(
1194                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1196 =item * Bijectivity
1198         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1199         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1201 =item * Wrapping
1203 The following functions check whether the domain of the given
1204 (basic) set is a wrapped relation.
1206         int isl_basic_set_is_wrapping(
1207                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1208         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1210 =item * Internal Product
1212         int isl_basic_map_can_zip(
1213                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1214         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1216 Check whether the product of domain and range of the given relation
1217 can be computed,
1218 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1220 =back
1222 =head3 Binary Properties
1224 =over
1226 =item * Equality
1228         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1229                 __isl_keep isl_set *set2);
1230         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1231                 __isl_keep isl_set *set2);
1232         int isl_union_set_is_equal(
1233                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1234                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1235         int isl_basic_map_is_equal(
1236                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1237                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1238         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1239                 __isl_keep isl_map *map2);
1240         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1241                 __isl_keep isl_map *map2);
1242         int isl_union_map_is_equal(
1243                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1244                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1246 =item * Disjointness
1248         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1249                 __isl_keep isl_set *set2);
1251 =item * Subset
1253         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1254                 __isl_keep isl_set *set2);
1255         int isl_set_is_strict_subset(
1256                 __isl_keep isl_set *set1,
1257                 __isl_keep isl_set *set2);
1258         int isl_union_set_is_subset(
1259                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1260                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1261         int isl_union_set_is_strict_subset(
1262                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1263                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1264         int isl_basic_map_is_subset(
1265                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1266                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1267         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1268                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1269                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1270         int isl_map_is_subset(
1271                 __isl_keep isl_map *map1,
1272                 __isl_keep isl_map *map2);
1273         int isl_map_is_strict_subset(
1274                 __isl_keep isl_map *map1,
1275                 __isl_keep isl_map *map2);
1276         int isl_union_map_is_subset(
1277                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1278                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1279         int isl_union_map_is_strict_subset(
1280                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1281                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1283 =back
1285 =head2 Unary Operations
1287 =over
1289 =item * Complement
1291         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1292                 __isl_take isl_set *set);
1294 =item * Inverse map
1296         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1297                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1298         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1299                 __isl_take isl_map *map);
1300         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1301                 __isl_take isl_union_map *umap);
1303 =item * Projection
1305         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1306                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1307                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1308         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1309                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1310                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1311         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1312                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1313         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1314                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1315         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1316                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1317         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1318                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1319         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1320                 __isl_take isl_map *bmap);
1321         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1322                 __isl_take isl_map *map);
1323         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1324                 __isl_take isl_union_map *umap);
1325         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1326                 __isl_take isl_union_map *umap);
1328         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1329                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1330         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1331                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1332         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1333         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1334         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1335                 __isl_take isl_union_map *umap);
1336         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1337                 __isl_take isl_union_map *umap);
1339 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1340 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1342 =item * Identity
1344         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1345                 __isl_take isl_set *set);
1346         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1347                 __isl_take isl_union_set *uset);
1349 Construct an identity relation on the given (union) set.
1351 =item * Deltas
1353         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1354                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1355         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1356         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1357                 __isl_take isl_union_map *umap);
1359 These functions return a (basic) set containing the differences
1360 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1362         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1363                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1364         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1365                 __isl_take isl_map *map);
1366         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1367                 __isl_take isl_union_map *umap);
1369 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1370 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1372 =item * Coalescing
1374 Simplify the representation of a set or relation by trying
1375 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1376 basic set or relation.
1378         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1379         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1380         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1381                 __isl_take isl_union_set *uset);
1382         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1383                 __isl_take isl_union_map *umap);
1385 =item * Detecting equalities
1387         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1388                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1389         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1390                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1391         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1392                 __isl_take isl_set *set);
1393         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1394                 __isl_take isl_map *map);
1395         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1396                 __isl_take isl_union_set *uset);
1397         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1398                 __isl_take isl_union_map *umap);
1400 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1401 equalities.
1403 =item * Convex hull
1405         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1406                 __isl_take isl_set *set);
1407         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1408                 __isl_take isl_map *map);
1410 If the input set or relation has any existentially quantified
1411 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1413 =item * Simple hull
1415         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1416                 __isl_take isl_set *set);
1417         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1418                 __isl_take isl_map *map);
1419         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1420                 __isl_take isl_union_map *umap);
1422 These functions compute a single basic set or relation
1423 that contains the whole input set or relation.
1424 In particular, the output is described by translates
1425 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1427 =begin latex
1429 (See \autoref{s:simple hull}.)
1431 =end latex
1433 =item * Affine hull
1435         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1436                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1437         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1438                 __isl_take isl_set *set);
1439         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1440                 __isl_take isl_union_set *uset);
1441         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1442                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1443         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1444                 __isl_take isl_map *map);
1445         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1446                 __isl_take isl_union_map *umap);
1448 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1449 per space.
1451 =item * Polyhedral hull
1453         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1454                 __isl_take isl_set *set);
1455         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1456                 __isl_take isl_map *map);
1457         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1458                 __isl_take isl_union_set *uset);
1459         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1460                 __isl_take isl_union_map *umap);
1462 These functions compute a single basic set or relation
1463 not involving any existentially quantified variables
1464 that contains the whole input set or relation.
1465 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1466 per space.
1468 =item * Dual
1470 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1471 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1472 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1473 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1474 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1475 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1476 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1477 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1478 in future.  In particular, future implementations may use different
1479 dualization algorithms or skip the elimination step.
1481         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1482                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1483         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1484                 __isl_take isl_set *set);
1485         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1486                 __isl_take isl_union_set *bset);
1487         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1488                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1489         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1490                 __isl_take isl_set *set);
1491         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1492                 __isl_take isl_union_set *bset);
1494 =item * Power
1496         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1497                 int *exact);
1498         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1499                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1501 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1502 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1503 I<k>th power of C<map>.
1504 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1505 then C<*exact> is set to C<1>.
1507 =item * Transitive closure
1509         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1510                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1511         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1512                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1514 Compute the transitive closure of C<map>.
1515 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1516 then C<*exact> is set to C<1>.
1518 =item * Reaching path lengths
1520         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1521                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1523 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1524 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1525 end up in the given element.
1526 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1527 then C<*exact> is set to C<1>.
1528 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1529 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1530 In particular, if the input relation is a dependence relation
1531 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1532 to the free schedule.
1533 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1534 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1535 the overapproximation), then you will get an error message.
1537 =item * Wrapping
1539         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1540                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1541         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1542                 __isl_take isl_map *map);
1543         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1544                 __isl_take isl_union_map *umap);
1545         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1546                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1547         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1548                 __isl_take isl_set *set);
1549         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1550                 __isl_take isl_union_set *uset);
1552 =item * Flattening
1554 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1555 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1556 then the name of the space is also removed.
1558         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1559                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1560         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1561                 __isl_take isl_set *set);
1562         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1563                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1564         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1565                 __isl_take isl_map *map);
1567         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1568                 __isl_take isl_set *set);
1570 The function above constructs a relation
1571 that maps the input set to a flattened version of the set.
1573 =item * Lifting
1575 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1576 to the existentially quantified variables in the input.
1577 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1578 is the original space and the range corresponds to the original
1579 existentially quantified variables.
1581         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1582                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1583         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1584                 __isl_take isl_set *set);
1585         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1586                 __isl_take isl_union_set *uset);
1588 =item * Internal Product
1590         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1591                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1592         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1593                 __isl_take isl_map *map);
1594         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1595                 __isl_take isl_union_map *umap);
1597 Given a relation with nested relations for domain and range,
1598 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1600 =item * Dimension manipulation
1602         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1603                 __isl_take isl_set *set,
1604                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1605         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1606                 __isl_take isl_map *map,
1607                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1609 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1610 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1611 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1612 to add new parameters.
1614 =back
1616 =head2 Binary Operations
1618 The two arguments of a binary operation not only need to live
1619 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1620 the same (number of) parameters.
1622 =head3 Basic Operations
1624 =over
1626 =item * Intersection
1628         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1629                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1630                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1631         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1632                 __isl_take isl_set *set1,
1633                 __isl_take isl_set *set2);
1634         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1635                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1636                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1637         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1638                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1639                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1640         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1641                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1642                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1643         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1644                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1645                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1646         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1647                 __isl_take isl_map *map,
1648                 __isl_take isl_set *set);
1649         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1650                 __isl_take isl_map *map,
1651                 __isl_take isl_set *set);
1652         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1653                 __isl_take isl_map *map1,
1654                 __isl_take isl_map *map2);
1655         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1656                 __isl_take isl_union_map *umap,
1657                 __isl_take isl_union_set *uset);
1658         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1659                 __isl_take isl_union_map *umap,
1660                 __isl_take isl_union_set *uset);
1661         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1662                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1663                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1665 =item * Union
1667         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1668                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1669                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1670         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1671                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1672                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1673         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1674                 __isl_take isl_set *set1,
1675                 __isl_take isl_set *set2);
1676         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1677                 __isl_take isl_map *map1,
1678                 __isl_take isl_map *map2);
1679         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1680                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1681                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1682         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1683                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1684                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1686 =item * Set difference
1688         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1689                 __isl_take isl_set *set1,
1690                 __isl_take isl_set *set2);
1691         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1692                 __isl_take isl_map *map1,
1693                 __isl_take isl_map *map2);
1694         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1695                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1696                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1697         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1698                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1699                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1701 =item * Application
1703         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1704                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1705                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1706         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1707                 __isl_take isl_set *set,
1708                 __isl_take isl_map *map);
1709         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1710                 __isl_take isl_union_set *uset,
1711                 __isl_take isl_union_map *umap);
1712         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1713                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1714                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1715         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1716                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1717                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1718         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1719                 __isl_take isl_map *map1,
1720                 __isl_take isl_map *map2);
1721         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1722                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1723                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1724         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1725                 __isl_take isl_map *map1,
1726                 __isl_take isl_map *map2);
1727         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1728                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1729                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1731 =item * Cartesian Product
1733         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1734                 __isl_take isl_set *set1,
1735                 __isl_take isl_set *set2);
1736         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1737                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1738                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1739         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1740                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1741                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1742         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1743                 __isl_take isl_map *map1,
1744                 __isl_take isl_map *map2);
1745         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1746                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1747                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1748         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1749                 __isl_take isl_map *map1,
1750                 __isl_take isl_map *map2);
1751         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1752                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1753                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1755 The above functions compute the cross product of the given
1756 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1757 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1758 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1759 instead.
1761         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1762                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1763                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1764         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1765                 __isl_take isl_set *set1,
1766                 __isl_take isl_set *set2);
1767         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1768                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1769                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1770         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1771                 __isl_take isl_map *map1,
1772                 __isl_take isl_map *map2);
1774 =item * Simplification
1776         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1777                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1778                 __isl_take isl_basic_set *context);
1779         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1780                 __isl_take isl_set *context);
1781         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1782                 __isl_take isl_union_set *uset,
1783                 __isl_take isl_union_set *context);
1784         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1785                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1786                 __isl_take isl_basic_map *context);
1787         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1788                 __isl_take isl_map *context);
1789         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1790                 __isl_take isl_union_map *umap,
1791                 __isl_take isl_union_map *context);
1793 The gist operation returns a set or relation that has the
1794 same intersection with the context as the input set or relation.
1795 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1796 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1797 are removed.
1798 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1799 per space.
1801 =back
1803 =head3 Lexicographic Optimization
1805 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1806 the following functions
1807 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1808 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1809 that satisfy C<dom>.
1810 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1811 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1812 has no elements.
1813 In other words, the union of the parameter values
1814 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1815 is equal to C<dom>.
1817         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1818                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1819                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1820                 __isl_give isl_set **empty);
1821         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1822                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1823                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1824                 __isl_give isl_set **empty);
1825         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1826                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1827                 __isl_give isl_set **empty);
1828         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1829                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1830                 __isl_give isl_set **empty);
1832 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1833 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1834 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1835 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1837         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1838                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1839         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1840                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1841         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1842                 __isl_take isl_set *set);
1843         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1844                 __isl_take isl_set *set);
1845         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1846                 __isl_take isl_union_set *uset);
1847         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1848                 __isl_take isl_union_set *uset);
1850 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1851 the following functions
1852 compute a relation that maps each element of C<dom>
1853 to the single lexicographic minimum or maximum
1854 of the elements that are associated to that same
1855 element in C<map> (or C<bmap>).
1856 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1857 that contains the elements in C<dom> that do not map
1858 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1859 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1860 is equal to C<dom>.
1862         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1863                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1864                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1865                 __isl_give isl_set **empty);
1866         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1867                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1868                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1869                 __isl_give isl_set **empty);
1870         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1871                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1872                 __isl_give isl_set **empty);
1873         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1874                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1875                 __isl_give isl_set **empty);
1877 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1878 return a map mapping each element in the domain of
1879 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1880 of all elements associated to that element.
1881 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1883         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1884                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1885         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1886                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1887         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1888                 __isl_take isl_map *map);
1889         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1890                 __isl_take isl_map *map);
1891         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1892                 __isl_take isl_union_map *umap);
1893         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1894                 __isl_take isl_union_map *umap);
1896 =head2 Matrices
1898 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1900         #include <isl/mat.h>
1901         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1902                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1903         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1904         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1906 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1907 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1909         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
1910         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1911         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1912         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1913                 int row, int col, isl_int *v);
1914         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1915                 int row, int col, isl_int v);
1916         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1917                 int row, int col, int v);
1919 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1920 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1922 The following function can be used to compute the (right) inverse
1923 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1924 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1925 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1927         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1929 The following function can be used to compute the (right) kernel
1930 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1931 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1933         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1935 =head2 Points
1937 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1938 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1939 individual elements of a set.
1940 The zero point (the origin) can be created using
1942         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1944 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1945 using
1947         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1948                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1949         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1950                 __isl_take isl_point *pnt,
1951                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1953         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1954                 __isl_take isl_point *pnt,
1955                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1956         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1957                 __isl_take isl_point *pnt,
1958                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1960 Points can be copied or freed using
1962         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1963                 __isl_keep isl_point *pnt);
1964         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1966 A singleton set can be created from a point using
1968         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1969                 __isl_take isl_point *pnt);
1970         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1971                 __isl_take isl_point *pnt);
1973 and a box can be created from two opposite extremal points using
1975         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1976                 __isl_take isl_point *pnt1,
1977                 __isl_take isl_point *pnt2);
1978         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1979                 __isl_take isl_point *pnt1,
1980                 __isl_take isl_point *pnt2);
1982 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1983 the following functions.
1985         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1986                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1987                 void *user);
1988         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1989                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1990                 void *user);
1992 The function C<fn> is called for each integer point in
1993 C<set> with as second argument the last argument of
1994 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1995 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1996 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1997 enumerating and return C<-1> as well.
1998 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1999 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2001 To obtain a single point of a (basic) set, use
2003         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2004                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2005         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2006                 __isl_take isl_set *set);
2008 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2009 resulting point will be ``void'', a property that can be
2010 tested using
2012         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2014 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2016 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2017 a parametric point to a rational value.
2018 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2019 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2020 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2021 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2022 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2023 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2024 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2025 the value is assumed to be zero.
2026 For example, the piecewise quasipolynomial
2028         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2030 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2031 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2032 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2033 defined over different domains.
2034 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2035 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2036 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2037 the number of points in the map
2039         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2041 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2043 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2044 using the following functions.
2046         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2047                 __isl_take isl_printer *p,
2048                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2050         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2051                 __isl_take isl_printer *p,
2052                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2054         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2055                 __isl_take isl_printer *p,
2056                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2058 The output format of the printer
2059 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2060 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2061 is supported.
2062 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2063 to set the names of all dimensions
2065         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2066                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2067                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2068                 const char *s);
2069         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2070         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2071                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2072                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2073                 const char *s);
2075 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2077 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2078 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2079 operations such as addition and multiplication
2080 on the resulting quasipolynomials
2082         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2083                 __isl_take isl_dim *dim);
2084         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2085                 __isl_take isl_dim *dim);
2086         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2087                 __isl_take isl_dim *dim);
2088         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2089                 __isl_take isl_dim *dim);
2090         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2091                 __isl_take isl_dim *dim);
2092         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2093                 __isl_take isl_dim *dim,
2094                 const isl_int n, const isl_int d);
2095         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2096                 __isl_take isl_div *div);
2097         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2098                 __isl_take isl_dim *dim,
2099                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2101 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2102 with a single cell can be created using the following functions.
2103 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2104 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2106         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2107                 __isl_take isl_dim *dim);
2108         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2109                 __isl_take isl_set *set,
2110                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2112         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2113                 __isl_take isl_dim *dim);
2114         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2115                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2116         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2117                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2118                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2120 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2121 functions.
2123         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2124                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2125         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2127         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2128                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2129         void isl_pw_qpolynomial_free(
2130                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2132         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2133                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2134         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2135                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2137 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2139 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2140 piecewise quasipolynomial, use the following function
2142         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2143                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2144                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2145                 void *user);
2147 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2148 specification, use
2150         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2151         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2152                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2153                 __isl_take isl_dim *dim);
2155 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2156 use either of the following two functions
2158         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2159                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2160                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2161                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2162                           void *user), void *user);
2163         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2164                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2165                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2166                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2167                           void *user), void *user);
2169 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2170 and C<-1> on failure.  The difference between
2171 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2172 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2173 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2174 compute unique representations for all existentially quantified
2175 variables and then turn these existentially quantified variables
2176 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2177 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2178 will not have any existentially quantified variables, but that
2179 the dimensions of the sets may be different for different
2180 invocations of C<fn>.
2182 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2185         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2186                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2187                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2188                           void *user), void *user);
2190 The terms themselves can be inspected and freed using
2191 these functions
2193         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2194                 enum isl_dim_type type);
2195         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2196                 isl_int *n);
2197         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2198                 isl_int *d);
2199         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2200                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2201         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2202                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2203         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2205 Each term is a product of parameters, set variables and
2206 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2207 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2208 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2209 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2210 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2212 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2214 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2215 use the following function.
2217         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2218                 isl_int *n, isl_int *d);
2220 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2221 then the numerator and denominator of the constant
2222 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2224 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2226         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2227                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2228         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2229                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2230                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2231         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2232                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2233                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2234         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2235                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2236                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2237         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2238                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2240         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2241                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2242                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2243         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2244                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2245                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2246         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2247                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2248                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2249         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2250                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2251         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2252                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2253                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2255         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2256                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2257                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2258         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2259                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2260                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2261         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2262                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2263                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2265         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2266                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2267                 __isl_take isl_point *pnt);
2269         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2270                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2271                 __isl_take isl_point *pnt);
2273         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2274                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2275         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2276                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2277                 __isl_take isl_set *set);
2279         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2280                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2281         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2282                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2283                 __isl_take isl_union_set *uset);
2285         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2286                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2288         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2289                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2290                 __isl_take isl_set *context);
2292         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2293                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2294                 __isl_take isl_union_set *context);
2296 The gist operation applies the gist operation to each of
2297 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2298 The context is also exploited
2299 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2301         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2302                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2303         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2304         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2305                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2307 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2308 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2309 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2310 will lie somewhere in between.
2312 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2314 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2315 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2316 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2317 The objects are mainly used to represent the result of
2318 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2319 i.e., as the result of the following function.
2321         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2322                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2323                 enum isl_fold type, int *tight);
2325         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2326                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2327                 enum isl_fold type, int *tight);
2329 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2330 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2331 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2332 of the parameters there is at least
2333 one element in the domain that reaches the bound.
2334 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2335 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2336 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2337 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2338 wrapped relation becomes the domain of the result.
2340 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2341 following functions.
2343         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2344                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2345         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2346                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2347         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2348                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2349         void isl_qpolynomial_fold_free(
2350                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2351         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2352                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2353         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2354                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2356 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2358 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2359 using the following function.
2361         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2362                 __isl_take isl_printer *p,
2363                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2364         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2365                 __isl_take isl_printer *p,
2366                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2368 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2369 output format of the printer
2370 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2371 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2372 output format of the printer
2373 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2374 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2375 to set the names of all dimensions
2377         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2378         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2379                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2380                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2381                 const char *s);
2383 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2385 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2386 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2388         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2389                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2390                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2391                             void *user), void *user);
2393 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2394 use either of the following two functions
2396         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2397                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2398                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2399                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2400                           void *user), void *user);
2401         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2402                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2403                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2404                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2405                           void *user), void *user);
2407 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2408 of the difference between these two functions.
2410 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2412         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2413                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2414                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2415                           void *user), void *user);
2417 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2419         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2420                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2421                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2423         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2424                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2425                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2427         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2428                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2429                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2431         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2432                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2433                 __isl_take isl_point *pnt);
2435         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2436                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2437                 __isl_take isl_point *pnt);
2439         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2440                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2441         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2442                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2443                 __isl_take isl_union_set *uset);
2445         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2446                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2448         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2449                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2451         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2452                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2453                 __isl_take isl_set *context);
2455         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2456                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2457                 __isl_take isl_union_set *context);
2459 The gist operation applies the gist operation to each of
2460 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2461 In future, the operation will also exploit the context
2462 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2464         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2465         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2466                 __isl_take isl_set *set,
2467                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2468                 int *tight);
2469         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2470         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2471                 __isl_take isl_map *map,
2472                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2473                 int *tight);
2474         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2475         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2476                 __isl_take isl_union_set *uset,
2477                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2478                 int *tight);
2479         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2480         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2481                 __isl_take isl_union_map *umap,
2482                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2483                 int *tight);
2485 The functions taking a map
2486 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2487 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2488 over all elements in the intersection of the range of the map
2489 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2490 as a function of an element in the domain of the map.
2491 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2492 intersection of the set and the domain of the
2493 piecewise quasipolynomial reduction.
2495 =head2 Dependence Analysis
2497 C<isl> contains specialized functionality for performing
2498 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2499 and a collection of possible I<source> access relations,
2500 C<isl> can compute relations that describe
2501 for each iteration of the sink access, which iteration
2502 of which of the source access relations was the last
2503 to access the same data element before the given iteration
2504 of the sink access.
2505 To compute standard flow dependences, the sink should be
2506 a read, while the sources should be writes.
2507 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2508 accesses, then there will be a dependence to the last
2509 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2510 this last I<must> access.
2511 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2512 then memory based dependence analysis is performed.
2513 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2514 then value based dependence analysis is performed.
2516         #include <isl/flow.h>
2518         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2520         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2521                 __isl_take isl_map *sink,
2522                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2523                 int max_source);
2524         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2525                 __isl_take isl_access_info *acc,
2526                 __isl_take isl_map *source, int must,
2527                 void *source_user);
2528         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2530         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2531                 __isl_take isl_access_info *acc);
2533         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2534                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2535                           void *dep_user, void *user),
2536                 void *user);
2537         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2538                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2539         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2541 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2542 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2543 the input for this function or to read off the output.
2545 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2546 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2547 The arguments to this functions are the sink access relation
2548 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2549 access to the user, a callback function for specifying the
2550 relative order of source and sink accesses, and the number
2551 of source access relations that will be added.
2552 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2553 The function is called with two user supplied tokens identifying
2554 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2555 level and the relative order of the two accesses.
2556 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2557 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2558 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2559 it should return I<2 * n>.
2560 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2561 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2562 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2563 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2564 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2565 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2566 The C<source_user> token is again used to identify
2567 the source access.  The range of the source access relation
2568 C<source> should have the same dimension as the range
2569 of the sink access relation.
2570 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2571 called explicitly, because it is called implicitly by
2572 C<isl_access_info_compute_flow>.
2574 The result of the dependence analysis is collected in an
2575 C<isl_flow>.  There may be elements of
2576 the sink access for which no preceding source access could be
2577 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2578 The relations containing these elements can be obtained through
2579 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2580 and the second with C<must> unset.
2581 In the case of standard flow dependence analysis,
2582 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2583 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2584 array elements and the second relation is empty.
2585 The actual flow dependences can be extracted using
2586 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2587 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2588 a source and the sink.  The callback function is called
2589 with four arguments, the actual flow dependence relation
2590 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2591 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2592 identifying the source and an additional C<void *> with value
2593 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2594 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2595 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2597 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2598 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2600 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2601 by the following function.
2603         #include <isl/flow.h>
2605         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2606                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2607                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2608                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2609                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2610                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2611                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2612                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2614 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2615 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2616 of the domains of the accesses and of the schedule.
2617 The relative order of the iteration domains is given by the
2618 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2619 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2620 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2621 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2622 any of the other arguments is treated as an error.
2624 =head2 Scheduling
2626 B<The functionality described in this section is fairly new
2627 and may be subject to change.>
2629 The following function can be used to compute a schedule
2630 for a union of domains.  The generated schedule respects
2631 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2632 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2633 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2634 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2635 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2636 for groups of domains where the dependence distances have only
2637 non-negative values.
2638 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2639 of C<Pluto>.
2641         #include <isl/schedule.h>
2642         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2643                 __isl_take isl_union_set *domain,
2644                 __isl_take isl_union_map *validity,
2645                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2646         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2648 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2649 from an C<isl_schedule> using the following function.
2651         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2652                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2654 This mapping can also be obtained in pieces using the following functions.
2656         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2657         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2658                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2660 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2661 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2662 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2663 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2664 different domains may be completely unrelated.
2665 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2666 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2667 bands are all zero.
2669 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2671 The parametric vertex enumeration described in this section
2672 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2673 library.
2675         #include <isl/vertices.h>
2676         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2677                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2679 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2680 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2681 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2682 This information can be queried by either iterating over all
2683 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2684 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2686         int isl_vertices_foreach_vertex(
2687                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2688                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2689                 void *user);
2691         int isl_vertices_foreach_cell(
2692                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2693                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2694                 void *user);
2695         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2696                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2697                 void *user);
2699 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2700 the following.
2702         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2703                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2704         int isl_vertices_get_n_vertices(
2705                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2706         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2708 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2710         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2711         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2712         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2713                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2714         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2715                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2716         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2718 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2719 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2720 of the vertex.
2721 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2722 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2723 and should not be mixed with integer sets.
2725 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2727         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2728         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2729                 __isl_keep isl_cell *cell);
2730         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2732 =head1 Applications
2734 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2735 it also contains some basic applications that use some
2736 of the functionality of C<isl>.
2737 The input may be specified in either the L<isl format>
2738 or the L<PolyLib format>.
2740 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2742 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2743 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2744 The first column in the output is the denominator and is always
2745 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2746 then a vector of length zero is printed.
2748 =head2 C<isl_pip>
2750 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2751 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2752 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2753 of constraints on a parametric polyhedron.
2754 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2755 (but before the final constant column).
2756 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2757 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2758 is just a dump of the internal state.
2760 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2762 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2763 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2764 If an affine objective function
2765 is given, then the constant should appear in the last column.
2767 =head2 C<isl_polytope_scan>
2769 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2770 all integer points in the polytope.