isl_vec_read_from_file: drop input_format argument
[isl.git] / doc / user.pod
blobc5d09ff890e1fdacb982a1146af5d8735ab54a04
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head1 Installation
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
90 =head2 Installation from the git repository
92 =over
94 =item 1 Clone or update the repository
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
103         git pull
105 =item 2 Generate C<configure>
107         ./autogen.sh
109 =back
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
114 =head2 Common installation instructions
116 =over
118 =item 1 Obtain C<GMP>
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
126 =item 2 Configure
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
131         ./configure
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
136         ./configure --help
138 Below we discuss some of the more common options.
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
150 =over
152 =item C<--prefix>
154 Installation prefix for C<isl>
156 =item C<--with-gmp-prefix>
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
164 =item C<--with-piplib>
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
168 =item C<--with-piplib-prefix>
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
176 =item C<--with-piplib-builddir>
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
180 =back
182 =item 3 Compile
184         make
186 =item 4 Install (optional)
188         make install
190 =back
192 =head1 Library
194 =head2 Initialization
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
214 =head2 Integers
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
235 =over
237 =item isl_int_init(i)
239 =item isl_int_clear(i)
241 =item isl_int_set(r,i)
243 =item isl_int_set_si(r,i)
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
249 =item isl_int_abs(r,i)
251 =item isl_int_neg(r,i)
253 =item isl_int_swap(i,j)
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
261 =item isl_int_add(r,i,j)
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
287 =item isl_int_read(r,s)
289 =item isl_int_print(out,i,width)
291 =item isl_int_sgn(i)
293 =item isl_int_cmp(i,j)
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
297 =item isl_int_eq(i,j)
299 =item isl_int_ne(i,j)
301 =item isl_int_lt(i,j)
303 =item isl_int_le(i,j)
305 =item isl_int_gt(i,j)
307 =item isl_int_ge(i,j)
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
319 =item isl_int_is_zero(i)
321 =item isl_int_is_one(i)
323 =item isl_int_is_negone(i)
325 =item isl_int_is_pos(i)
327 =item isl_int_is_neg(i)
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
335 =back
337 =head2 Sets and Relations
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
355 =head2 Memory Management
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
372 =over
374 =item C<__isl_give>
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
385 =item C<__isl_take>
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
398 =item C<__isl_keep>
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
406 =back
408 =head2 Dimension Specifications
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
459         #include <isl/polynomial.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
461                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
462         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
463                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
464         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
466         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
467                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
469 The names of the individual dimensions may be set or read off
470 using the following functions.
472         #include <isl/dim.h>
473         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
474                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
475                                  __isl_keep const char *name);
476         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
477                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
479 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
480 data structure, so the result can only be used while the
481 corresponding C<isl_dim> is alive.
482 Also note that every function that operates on two sets or relations
483 requires that both arguments have the same parameters.  This also
484 means that if one of the arguments has named parameters, then the
485 other needs to have named parameters too and the names need to match.
486 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
487 have different parameters (as long as they are named), in which case
488 the result will have as parameters the union of the parameters of
489 the arguments.
491 The names of entire spaces may be set or read off
492 using the following functions.
494         #include <isl/dim.h>
495         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
496                 __isl_take isl_dim *dim,
497                 enum isl_dim_type type, const char *s);
498         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
499                 enum isl_dim_type type);
501 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
502 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
503 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
504 data structure.
505 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
506 to have the same name.
508 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
509 the domain or range of a relation can be a nested relation.
510 The following functions can be used to construct and deconstruct
511 such nested dimension specifications.
513         #include <isl/dim.h>
514         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
515         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
516         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
518 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
519 be the dimension specification of a set, while that of
520 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
521 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
522 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
523 of a set.
525 Dimension specifications can be created from other dimension
526 specifications using the following functions.
528         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
529         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
530         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
531         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
534                 __isl_take isl_dim *right);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
536                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
538                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
542                 __isl_take isl_dim *dim);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
545 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
546 the name and the internal structure are lost.
548 =head2 Input and Output
550 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
551 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
552 in some cases.
554 =head3 C<isl> format
556 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
557 syntax for describing the parameters and allows for the definition
558 of an existentially quantified variable as the integer division
559 of an affine expression.
560 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
561 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
563         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
564                                 i - 10 a <= 6) }
566 A set or relation can have several disjuncts, separated
567 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
568 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
569 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
570 C<and>.
572 =head3 C<PolyLib> format
574 If the represented set is a union, then the first line
575 contains a single number representing the number of disjuncts.
576 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
578 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
579 The first line contains two numbers representing
580 the number of rows and columns,
581 where the number of rows is equal to the number of constraints
582 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
583 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
584 In each row, the first column indicates whether the constraint
585 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
586 corresponds to the constant term.
588 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
589 appear in the last columns before the constant column.
590 The coefficients of any existentially quantified variables appear
591 between those of the set variables and those of the parameters.
593 =head3 Extended C<PolyLib> format
595 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
596 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
597 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
598 also contains four additional numbers:
599 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
600 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
601 quantified variables) and the number of parameters.
602 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
603 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
604 dimensions is zero.
606 =head3 Input
608         #include <isl/set.h>
609         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
610                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
611         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
612                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
613         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
614                 FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
616                 const char *str, int nparam);
618         #include <isl/map.h>
619         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
620                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
621         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
622                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
623         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
624                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
626                 const char *str, int nparam);
628         #include <isl/union_set.h>
629         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
630                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
631         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
632                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
634         #include <isl/union_map.h>
635         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
636                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
637         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
638                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
640 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
641 or the C<isl> format.
642 C<nparam> specifies how many of the final columns in
643 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
644 If input is given in the C<isl> format, then the number
645 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
646 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
647 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
648 are assumed in the C<PolyLib> format.
650 =head3 Output
652 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
653 be created.
655         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
656                 FILE *file);
657         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
658         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
659         __isl_give char *isl_printer_get_str(
660                 __isl_keep isl_printer *printer);
662 The behavior of the printer can be modified in various ways
664         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
665                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
666         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
667                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
669                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
671                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
673 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
674 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
675 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
676 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
677 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
678 In the C<PolyLib> format output,
679 the coefficients of the existentially quantified variables
680 appear between those of the set variables and those
681 of the parameters.
683 To actually print something, use
685         #include <isl/set.h>
686         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
687                 __isl_take isl_printer *printer,
688                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
689         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
690                 __isl_take isl_printer *printer,
691                 __isl_keep isl_set *set);
693         #include <isl/map.h>
694         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
695                 __isl_take isl_printer *printer,
696                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
697         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
698                 __isl_take isl_printer *printer,
699                 __isl_keep isl_map *map);
701         #include <isl/union_set.h>
702         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
703                 __isl_take isl_printer *p,
704                 __isl_keep isl_union_set *uset);
706         #include <isl/union_map.h>
707         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
708                 __isl_take isl_printer *p,
709                 __isl_keep isl_union_map *umap);
711 When called on a file printer, the following function flushes
712 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
714         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
715                 __isl_take isl_printer *p);
717 =head2 Creating New Sets and Relations
719 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
721 =over
723 =item * Empty sets and relations
725         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
726                 __isl_take isl_dim *dim);
727         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
728                 __isl_take isl_dim *dim);
729         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
738 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
739 is only used to specify the parameters.
741 =item * Universe sets and relations
743         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
744                 __isl_take isl_dim *dim);
745         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
746                 __isl_take isl_dim *dim);
747         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
752 The sets and relations constructed by the functions above
753 contain all integer values, while those constructed by the
754 functions below only contain non-negative values.
756         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
757                 __isl_take isl_dim *dim);
758         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
759                 __isl_take isl_dim *dim);
760         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
761                 __isl_take isl_dim *dim);
762         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
763                 __isl_take isl_dim *dim);
765 =item * Identity relations
767         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
768                 __isl_take isl_dim *dim);
769         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
770                 __isl_take isl_dim *dim);
772 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
773 to be the same.
775 =item * Lexicographic order
777         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
778                 __isl_take isl_dim *set_dim);
779         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
780                 __isl_take isl_dim *set_dim);
781         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
782                 __isl_take isl_dim *set_dim);
783         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
784                 __isl_take isl_dim *set_dim);
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
786                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
788                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
790                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
792                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
794 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
795 and return relations that express that the elements in the domain
796 are lexicographically less
797 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
798 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
799 than the elements in the range.
800 The last four functions take a dimension specification for a map
801 and return relations that express that the first C<n> dimensions
802 in the domain are lexicographically less
803 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
804 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
805 than the first C<n> dimensions in the range.
807 =back
809 A basic set or relation can be converted to a set or relation
810 using the following functions.
812         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
813                 __isl_take isl_basic_set *bset);
814         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
815                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
817 Sets and relations can be converted to union sets and relations
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
821                 __isl_take isl_map *map);
822         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
823                 __isl_take isl_set *set);
825 Sets and relations can be copied and freed again using the following
826 functions.
828         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
829                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
830         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
831         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
832                 __isl_keep isl_union_set *uset);
833         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
834                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
835         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
836         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
837                 __isl_keep isl_union_map *umap);
838         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
839         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
840         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
841         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
842         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
843         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
845 Other sets and relations can be constructed by starting
846 from a universe set or relation, adding equality and/or
847 inequality constraints and then projecting out the
848 existentially quantified variables, if any.
849 Constraints can be constructed, manipulated and
850 added to basic sets and relations using the following functions.
852         #include <isl/constraint.h>
853         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
854                 __isl_take isl_dim *dim);
855         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
856                 __isl_take isl_dim *dim);
857         void isl_constraint_set_constant(
858                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
859         void isl_constraint_set_coefficient(
860                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
861                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
862         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
863                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
864                 __isl_take isl_constraint *constraint);
865         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
866                 __isl_take isl_basic_set *bset,
867                 __isl_take isl_constraint *constraint);
869 For example, to create a set containing the even integers
870 between 10 and 42, you would use the following code.
872         isl_int v;
873         struct isl_dim *dim;
874         struct isl_constraint *c;
875         struct isl_basic_set *bset;
877         isl_int_init(v);
878         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
879         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
881         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
882         isl_int_set_si(v, -1);
883         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
884         isl_int_set_si(v, 2);
885         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
886         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
888         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
889         isl_int_set_si(v, -10);
890         isl_constraint_set_constant(c, v);
891         isl_int_set_si(v, 1);
892         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
893         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
895         c = isl_inequality_alloc(dim);
896         isl_int_set_si(v, 42);
897         isl_constraint_set_constant(c, v);
898         isl_int_set_si(v, -1);
899         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
900         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
902         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
904         isl_int_clear(v);
906 Or, alternatively,
908         struct isl_basic_set *bset;
909         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
910                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
912 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
913 describing the equalities and the inequalities.
915         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
916                 __isl_take isl_dim *dim,
917                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
918                 enum isl_dim_type c1,
919                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
920                 enum isl_dim_type c4);
921         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
922                 __isl_take isl_dim *dim,
923                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
924                 enum isl_dim_type c1,
925                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
926                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
928 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
929 different kinds of variables appear in the input matrices
930 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
931 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
932 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
933 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
935 =head2 Inspecting Sets and Relations
937 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
938 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
939 explained in the following sections.
940 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
941 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
942 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
943 an explicit representation of the existentially quantified variables.
945         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
946                 __isl_take isl_set *set);
947         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
948                 __isl_take isl_map *map);
949         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
950                 __isl_take isl_union_set *uset);
951         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
952                 __isl_take isl_union_map *umap);
954 This explicit representation defines the existentially quantified
955 variables as integer divisions of the other variables, possibly
956 including earlier existentially quantified variables.
957 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
958 has a unique value when the values of the other variables are known.
959 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
960 with the same explicit representations, should appear in the
961 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
962 either of the following functions.
964         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
965                 __isl_take isl_set *set);
966         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
967                 __isl_take isl_map *map);
969 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
970 using the following functions, which compute an overapproximation.
972         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
973                 __isl_take isl_basic_set *bset);
974         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
975                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
976         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
977                 __isl_take isl_set *set);
979 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
981         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
982                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
983                 void *user);
984         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
985                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
986                 void *user);
988 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
989 from
991         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
992         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
994 To extract the set or map from a union with a given dimension
995 specification, use
997         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
998                 __isl_keep isl_union_set *uset,
999                 __isl_take isl_dim *dim);
1000         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1001                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1002                 __isl_take isl_dim *dim);
1004 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1006         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1007                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1008                 void *user);
1009         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1010                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1011                 void *user);
1013 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1014 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1015 occurs, the above functions will return -1.
1017 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1018 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1019 If this is required, then the user should call one of
1020 the following functions first.
1022         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1023                 __isl_take isl_set *set);
1024         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1025                 __isl_take isl_map *map);
1027 The number of basic sets in a set can be obtained
1028 from
1030         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1032 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1034         #include <isl/constraint.h>
1036         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1037                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1038                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1039                 void *user);
1040         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1042 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1043 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1044 occurs, the above functions will return -1.
1045 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1046 Use the following function to find out whether a constraint
1047 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1049         int isl_constraint_is_equality(
1050                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1052 The coefficients of the constraints can be inspected using
1053 the following functions.
1055         void isl_constraint_get_constant(
1056                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1057         void isl_constraint_get_coefficient(
1058                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1059                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1061 The explicit representations of the existentially quantified
1062 variables can be inspected using the following functions.
1063 Note that the user is only allowed to use these functions
1064 if the inspected set or map is the result of a call
1065 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1067         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1068                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1069         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1070                 isl_int *v);
1071         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1072                 isl_int *v);
1073         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1074                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1076 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1077 form, use the following functions.
1079         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1080                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1081                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1082                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1083         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1084                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1085                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1086                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1087         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1088                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1089                 enum isl_dim_type c1,
1090                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1091                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1092         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1093                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1094                 enum isl_dim_type c1,
1095                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1096                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1098 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1099 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1100 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1101 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1103 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1104 read off using the following functions.
1106         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1107                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1108         const char *isl_set_get_tuple_name(
1109                 __isl_keep isl_set *set);
1110         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1111                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1112                 enum isl_dim_type type);
1113         const char *isl_map_get_tuple_name(
1114                 __isl_keep isl_map *map,
1115                 enum isl_dim_type type);
1117 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1118 an internal data structure.
1119 The names of individual dimensions can be read off using
1120 the following functions.
1122         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1123                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1124                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1125         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1126                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1127                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1128         const char *isl_set_get_dim_name(
1129                 __isl_keep isl_set *set,
1130                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1131         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1132                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1133                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1134         const char *isl_map_get_dim_name(
1135                 __isl_keep isl_map *map,
1136                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1138 These functions are mostly useful to obtain the names
1139 of the parameters.
1141 =head2 Properties
1143 =head3 Unary Properties
1145 =over
1147 =item * Emptiness
1149 The following functions test whether the given set or relation
1150 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
1151 any computations, but simply check if the given set or relation
1152 is already known to be empty.
1154         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1155         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1156         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1157         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1158         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1159         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1160         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1161         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1162         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1164 =item * Universality
1166         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1167         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1168         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1170 =item * Single-valuedness
1172         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1174 =item * Bijectivity
1176         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1178 =item * Wrapping
1180 The followning functions check whether the domain of the given
1181 (basic) set is a wrapped relation.
1183         int isl_basic_set_is_wrapping(
1184                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1185         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1187 =item * Internal Product
1189         int isl_basic_map_can_zip(
1190                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1191         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1193 Check whether the product of domain and range of the given relation
1194 can be computed,
1195 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1197 =back
1199 =head3 Binary Properties
1201 =over
1203 =item * Equality
1205         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1206                 __isl_keep isl_set *set2);
1207         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1208                 __isl_keep isl_set *set2);
1209         int isl_union_set_is_equal(
1210                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1211                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1212         int isl_basic_map_is_equal(
1213                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1214                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1215         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1216                 __isl_keep isl_map *map2);
1217         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1218                 __isl_keep isl_map *map2);
1219         int isl_union_map_is_equal(
1220                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1221                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1223 =item * Disjointness
1225         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1226                 __isl_keep isl_set *set2);
1228 =item * Subset
1230         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1231                 __isl_keep isl_set *set2);
1232         int isl_set_is_strict_subset(
1233                 __isl_keep isl_set *set1,
1234                 __isl_keep isl_set *set2);
1235         int isl_union_set_is_subset(
1236                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1237                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1238         int isl_union_set_is_strict_subset(
1239                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1240                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1241         int isl_basic_map_is_subset(
1242                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1243                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1244         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1245                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1246                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1247         int isl_map_is_subset(
1248                 __isl_keep isl_map *map1,
1249                 __isl_keep isl_map *map2);
1250         int isl_map_is_strict_subset(
1251                 __isl_keep isl_map *map1,
1252                 __isl_keep isl_map *map2);
1253         int isl_union_map_is_subset(
1254                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1255                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1256         int isl_union_map_is_strict_subset(
1257                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1258                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1260 =back
1262 =head2 Unary Operations
1264 =over
1266 =item * Complement
1268         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1269                 __isl_take isl_set *set);
1271 =item * Inverse map
1273         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1274                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1275         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1276                 __isl_take isl_map *map);
1277         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1278                 __isl_take isl_union_map *umap);
1280 =item * Projection
1282         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1283                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1284                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1285         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1286                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1287                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1288         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1289                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1290         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1291                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1292         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1293                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1294         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1295                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1296         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1297                 __isl_take isl_map *bmap);
1298         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1299                 __isl_take isl_map *map);
1300         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1301                 __isl_take isl_union_map *umap);
1302         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1303                 __isl_take isl_union_map *umap);
1305         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1306                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1307         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1308                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1309         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1310         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1311         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1312                 __isl_take isl_union_map *umap);
1313         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1314                 __isl_take isl_union_map *umap);
1316 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1317 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1319 =item * Identity
1321         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1322                 __isl_take isl_set *set);
1323         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1324                 __isl_take isl_union_set *uset);
1326 Construct an identity relation on the given (union) set.
1328 =item * Deltas
1330         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1331                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1332         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1333         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1334                 __isl_take isl_union_map *umap);
1336 These functions return a (basic) set containing the differences
1337 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1339         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1340                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1341         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1342                 __isl_take isl_map *map);
1343         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1344                 __isl_take isl_union_map *umap);
1346 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1347 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1349 =item * Coalescing
1351 Simplify the representation of a set or relation by trying
1352 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1353 basic set or relation.
1355         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1356         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1357         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1358                 __isl_take isl_union_set *uset);
1359         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1360                 __isl_take isl_union_map *umap);
1362 =item * Detecting equalities
1364         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1365                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1366         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1367                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1368         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1369                 __isl_take isl_set *set);
1370         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1371                 __isl_take isl_map *map);
1372         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1373                 __isl_take isl_union_set *uset);
1374         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1375                 __isl_take isl_union_map *umap);
1377 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1378 equalities.
1380 =item * Convex hull
1382         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1383                 __isl_take isl_set *set);
1384         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1385                 __isl_take isl_map *map);
1387 If the input set or relation has any existentially quantified
1388 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1390 =item * Simple hull
1392         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1393                 __isl_take isl_set *set);
1394         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1395                 __isl_take isl_map *map);
1396         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1397                 __isl_take isl_union_map *umap);
1399 These functions compute a single basic set or relation
1400 that contains the whole input set or relation.
1401 In particular, the output is described by translates
1402 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1404 =begin latex
1406 (See \autoref{s:simple hull}.)
1408 =end latex
1410 =item * Affine hull
1412         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1413                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1414         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1415                 __isl_take isl_set *set);
1416         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1417                 __isl_take isl_union_set *uset);
1418         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1419                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1420         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1421                 __isl_take isl_map *map);
1422         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1423                 __isl_take isl_union_map *umap);
1425 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1426 per space.
1428 =item * Polyhedral hull
1430         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1431                 __isl_take isl_set *set);
1432         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1433                 __isl_take isl_map *map);
1434         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1435                 __isl_take isl_union_set *uset);
1436         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1437                 __isl_take isl_union_map *umap);
1439 These functions compute a single basic set or relation
1440 not involving any existentially quantified variables
1441 that contains the whole input set or relation.
1442 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1443 per space.
1445 =item * Power
1447         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1448                 int *exact);
1449         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1450                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1452 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1453 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1454 I<k>th power of C<map>.
1455 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1456 then C<*exact> is set to C<1>.
1458 =item * Transitive closure
1460         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1461                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1462         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1463                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1465 Compute the transitive closure of C<map>.
1466 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1467 then C<*exact> is set to C<1>.
1469 =item * Reaching path lengths
1471         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1472                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1474 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1475 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1476 end up in the given element.
1477 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1478 then C<*exact> is set to C<1>.
1479 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1480 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1481 In particular, if the input relation is a dependence relation
1482 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1483 to the free schedule.
1484 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1485 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1486 the overapproximation), then you will get an error message.
1488 =item * Wrapping
1490         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1491                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1492         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1493                 __isl_take isl_map *map);
1494         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1495                 __isl_take isl_union_map *umap);
1496         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1497                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1498         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1499                 __isl_take isl_set *set);
1500         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1501                 __isl_take isl_union_set *uset);
1503 =item * Flattening
1505 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1506 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1507 then the name of the space is also removed.
1509         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1510                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1511         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1512                 __isl_take isl_set *set);
1513         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1514                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1515         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1516                 __isl_take isl_map *map);
1518         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1519                 __isl_take isl_set *set);
1521 The function above constructs a relation
1522 that maps the input set to a flattened version of the set.
1524 =item * Internal Product
1526         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1527                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1528         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1529                 __isl_take isl_map *map);
1530         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1531                 __isl_take isl_union_map *umap);
1533 Given a relation with nested relations for domain and range,
1534 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1536 =item * Dimension manipulation
1538         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1539                 __isl_take isl_set *set,
1540                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1541         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1542                 __isl_take isl_map *map,
1543                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1545 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1546 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1547 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1548 to add new parameters.
1550 =back
1552 =head2 Binary Operations
1554 The two arguments of a binary operation not only need to live
1555 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1556 the same (number of) parameters.
1558 =head3 Basic Operations
1560 =over
1562 =item * Intersection
1564         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1565                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1566                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1567         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1568                 __isl_take isl_set *set1,
1569                 __isl_take isl_set *set2);
1570         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1571                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1572                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1573         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1574                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1575                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1576         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1577                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1578                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1579         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1580                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1581                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1582         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1583                 __isl_take isl_map *map,
1584                 __isl_take isl_set *set);
1585         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1586                 __isl_take isl_map *map,
1587                 __isl_take isl_set *set);
1588         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1589                 __isl_take isl_map *map1,
1590                 __isl_take isl_map *map2);
1591         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1592                 __isl_take isl_union_map *umap,
1593                 __isl_take isl_union_set *uset);
1594         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1595                 __isl_take isl_union_map *umap,
1596                 __isl_take isl_union_set *uset);
1597         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1598                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1599                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1601 =item * Union
1603         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1604                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1605                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1606         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1607                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1608                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1609         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1610                 __isl_take isl_set *set1,
1611                 __isl_take isl_set *set2);
1612         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1613                 __isl_take isl_map *map1,
1614                 __isl_take isl_map *map2);
1615         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1616                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1617                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1618         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1619                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1620                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1622 =item * Set difference
1624         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1625                 __isl_take isl_set *set1,
1626                 __isl_take isl_set *set2);
1627         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1628                 __isl_take isl_map *map1,
1629                 __isl_take isl_map *map2);
1630         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1631                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1632                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1633         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1634                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1635                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1637 =item * Application
1639         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1640                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1641                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1642         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1643                 __isl_take isl_set *set,
1644                 __isl_take isl_map *map);
1645         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1646                 __isl_take isl_union_set *uset,
1647                 __isl_take isl_union_map *umap);
1648         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1649                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1650                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1651         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1652                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1653                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1654         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1655                 __isl_take isl_map *map1,
1656                 __isl_take isl_map *map2);
1657         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1658                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1659                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1660         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1661                 __isl_take isl_map *map1,
1662                 __isl_take isl_map *map2);
1663         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1664                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1665                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1667 =item * Cartesian Product
1669         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1670                 __isl_take isl_set *set1,
1671                 __isl_take isl_set *set2);
1672         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1673                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1674                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1675         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1676                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1677                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1678         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1679                 __isl_take isl_map *map1,
1680                 __isl_take isl_map *map2);
1681         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1682                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1683                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1684         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1685                 __isl_take isl_map *map1,
1686                 __isl_take isl_map *map2);
1687         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1688                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1689                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1691 The above functions compute the cross product of the given
1692 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1693 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1694 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1695 instead.
1697         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1698                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1699                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1700         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1701                 __isl_take isl_set *set1,
1702                 __isl_take isl_set *set2);
1703         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1704                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1705                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1706         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1707                 __isl_take isl_map *map1,
1708                 __isl_take isl_map *map2);
1710 =item * Simplification
1712         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1713                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1714                 __isl_take isl_basic_set *context);
1715         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1716                 __isl_take isl_set *context);
1717         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1718                 __isl_take isl_union_set *uset,
1719                 __isl_take isl_union_set *context);
1720         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1721                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1722                 __isl_take isl_basic_map *context);
1723         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1724                 __isl_take isl_map *context);
1725         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1726                 __isl_take isl_union_map *umap,
1727                 __isl_take isl_union_map *context);
1729 The gist operation returns a set or relation that has the
1730 same intersection with the context as the input set or relation.
1731 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1732 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1733 are removed.
1734 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1735 per space.
1737 =back
1739 =head3 Lexicographic Optimization
1741 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1742 the following functions
1743 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1744 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1745 that satisfy C<dom>.
1746 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1747 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1748 has no elements.
1749 In other words, the union of the parameter values
1750 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1751 is equal to C<dom>.
1753         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1754                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1755                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1756                 __isl_give isl_set **empty);
1757         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1758                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1759                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1760                 __isl_give isl_set **empty);
1761         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1762                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1763                 __isl_give isl_set **empty);
1764         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1765                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1766                 __isl_give isl_set **empty);
1768 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1769 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1770 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1771 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1773         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1774                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1775         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1776                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1777         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1778                 __isl_take isl_set *set);
1779         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1780                 __isl_take isl_set *set);
1781         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1782                 __isl_take isl_union_set *uset);
1783         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1784                 __isl_take isl_union_set *uset);
1786 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1787 the following functions
1788 compute a relation that maps each element of C<dom>
1789 to the single lexicographic minimum or maximum
1790 of the elements that are associated to that same
1791 element in C<map> (or C<bmap>).
1792 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1793 that contains the elements in C<dom> that do not map
1794 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1795 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1796 is equal to C<dom>.
1798         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1799                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1800                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1801                 __isl_give isl_set **empty);
1802         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1803                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1804                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1805                 __isl_give isl_set **empty);
1806         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1807                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1808                 __isl_give isl_set **empty);
1809         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1810                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1811                 __isl_give isl_set **empty);
1813 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1814 return a map mapping each element in the domain of
1815 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1816 of all elements associated to that element.
1817 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1819         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1820                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1821         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1822                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1823         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1824                 __isl_take isl_map *map);
1825         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1826                 __isl_take isl_map *map);
1827         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1828                 __isl_take isl_union_map *umap);
1829         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1830                 __isl_take isl_union_map *umap);
1832 =head2 Matrices
1834 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1836         #include <isl/mat.h>
1837         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1838                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1839         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1840         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1842 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1843 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1845         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1846         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1847         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1848                 int row, int col, isl_int *v);
1849         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1850                 int row, int col, isl_int v);
1852 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1853 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1855 The following function can be used to compute the (right) inverse
1856 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1857 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1858 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1860         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1862 The following function can be used to compute the (right) kernel
1863 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1864 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1866         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1868 =head2 Points
1870 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1871 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1872 individual elements of a set.
1873 The zero point (the origin) can be created using
1875         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1877 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1878 using
1880         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1881                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1882         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1883                 __isl_take isl_point *pnt,
1884                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1886         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1887                 __isl_take isl_point *pnt,
1888                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1889         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1890                 __isl_take isl_point *pnt,
1891                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1893 Points can be copied or freed using
1895         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1896                 __isl_keep isl_point *pnt);
1897         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1899 A singleton set can be created from a point using
1901         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1902                 __isl_take isl_point *pnt);
1903         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1904                 __isl_take isl_point *pnt);
1906 and a box can be created from two opposite extremal points using
1908         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1909                 __isl_take isl_point *pnt1,
1910                 __isl_take isl_point *pnt2);
1911         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1912                 __isl_take isl_point *pnt1,
1913                 __isl_take isl_point *pnt2);
1915 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1916 the following functions.
1918         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1919                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1920                 void *user);
1921         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1922                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1923                 void *user);
1925 The function C<fn> is called for each integer point in
1926 C<set> with as second argument the last argument of
1927 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1928 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1929 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1930 enumerating and return C<-1> as well.
1931 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1932 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1934 To obtain a single point of a (basic) set, use
1936         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
1937                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1938         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1939                 __isl_take isl_set *set);
1941 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1942 resulting point will be ``void'', a property that can be
1943 tested using
1945         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1947 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1949 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1950 a parametric point to a rational value.
1951 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1952 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1953 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1954 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1955 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1956 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1957 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1958 the value is assumed to be zero.
1959 For example, the piecewise quasipolynomial
1961         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1963 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1964 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1965 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1966 defined over different domains.
1967 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1968 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1969 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1970 the number of points in the map
1972         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1974 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1976 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1977 using the following functions.
1979         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1980                 __isl_take isl_printer *p,
1981                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1983         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1984                 __isl_take isl_printer *p,
1985                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1987         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1988                 __isl_take isl_printer *p,
1989                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1991 The output format of the printer
1992 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1993 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1994 is supported.
1995 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
1996 to set the names of all dimensions
1998         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
1999                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2000                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2001                 const char *s);
2002         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2003         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2004                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2005                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2006                 const char *s);
2008 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2010 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2011 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2012 operations such as addition and multiplication
2013 on the resulting quasipolynomials
2015         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2016                 __isl_take isl_dim *dim);
2017         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2018                 __isl_take isl_dim *dim);
2019         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2020                 __isl_take isl_dim *dim);
2021         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2022                 __isl_take isl_dim *dim);
2023         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2024                 __isl_take isl_dim *dim);
2025         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2026                 __isl_take isl_dim *dim,
2027                 const isl_int n, const isl_int d);
2028         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2029                 __isl_take isl_div *div);
2030         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2031                 __isl_take isl_dim *dim,
2032                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2034 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2035 with a single cell can be created using the following functions.
2036 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2037 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2039         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2040                 __isl_take isl_dim *dim);
2041         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2042                 __isl_take isl_set *set,
2043                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2045         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2046                 __isl_take isl_dim *dim);
2047         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2048                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2049         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2050                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2051                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2053 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2054 functions.
2056         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2057                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2058         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2060         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2061                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2062         void isl_pw_qpolynomial_free(
2063                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2065         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2066                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2067         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2068                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2070 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2072 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2073 piecewise quasipolynomial, use the following function
2075         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2076                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2077                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2078                 void *user);
2080 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2081 specification, use
2083         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2084         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2085                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2086                 __isl_take isl_dim *dim);
2088 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2089 use either of the following two functions
2091         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2092                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2093                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2094                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2095                           void *user), void *user);
2096         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2097                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2098                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2099                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2100                           void *user), void *user);
2102 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2103 and C<-1> on failure.  The difference between
2104 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2105 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2106 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2107 compute unique representations for all existentially quantified
2108 variables and then turn these existentially quantified variables
2109 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2110 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2111 will not have any existentially quantified variables, but that
2112 the dimensions of the sets may be different for different
2113 invocations of C<fn>.
2115 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2118         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2119                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2120                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2121                           void *user), void *user);
2123 The terms themselves can be inspected and freed using
2124 these functions
2126         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2127                 enum isl_dim_type type);
2128         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2129                 isl_int *n);
2130         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2131                 isl_int *d);
2132         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2133                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2134         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2135                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2136         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2138 Each term is a product of parameters, set variables and
2139 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2140 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2141 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2142 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2143 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2145 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2147 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2148 use the following function.
2150         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2151                 isl_int *n, isl_int *d);
2153 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2154 then the numerator and denominator of the constant
2155 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2157 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2159         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2160                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2161         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2162                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2163                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2164         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2165                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2166                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2167         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2168                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2169                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2170         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2171                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2173         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2174                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2175                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2176         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2177                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2178                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2179         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2180                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2181                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2182         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2183                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2184         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2185                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2186                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2188         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2189                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2190                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2191         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2192                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2193                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2194         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2195                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2196                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2198         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2199                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2200                 __isl_take isl_point *pnt);
2202         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2203                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2204                 __isl_take isl_point *pnt);
2206         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2207                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2208         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2209                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2210                 __isl_take isl_set *set);
2212         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2213                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2214         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2215                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2216                 __isl_take isl_union_set *uset);
2218         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2219                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2221         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2222                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2223                 __isl_take isl_set *context);
2225         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2226                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2227                 __isl_take isl_union_set *context);
2229 The gist operation applies the gist operation to each of
2230 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2231 The context is also exploited
2232 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2234         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2235                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2236         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2237         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2238                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2240 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2241 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2242 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2243 will lie somewhere in between.
2245 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2247 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2248 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2249 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2250 The objects are mainly used to represent the result of
2251 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2252 i.e., as the result of the following function.
2254         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2255                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2256                 enum isl_fold type, int *tight);
2258         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2259                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2260                 enum isl_fold type, int *tight);
2262 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2263 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2264 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2265 of the parameters there is at least
2266 one element in the domain that reaches the bound.
2267 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2268 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2269 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2270 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2271 wrapped relation becomes the domain of the result.
2273 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2274 following functions.
2276         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2277                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2278         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2279                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2280         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2281                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2282         void isl_qpolynomial_fold_free(
2283                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2284         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2285                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2286         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2287                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2289 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2291 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2292 using the following function.
2294         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2295                 __isl_take isl_printer *p,
2296                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2297         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2298                 __isl_take isl_printer *p,
2299                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2301 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2302 output format of the printer
2303 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2304 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2305 output format of the printer
2306 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2307 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2308 to set the names of all dimensions
2310         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2311         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2312                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2313                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2314                 const char *s);
2316 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2318 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2319 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2321         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2322                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2323                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2324                             void *user), void *user);
2326 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2327 use either of the following two functions
2329         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2330                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2331                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2332                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2333                           void *user), void *user);
2334         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2335                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2336                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2337                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2338                           void *user), void *user);
2340 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2341 of the difference between these two functions.
2343 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2345         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2346                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2347                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2348                           void *user), void *user);
2350 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2352         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2353                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2354                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2356         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2357                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2358                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2360         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2361                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2362                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2364         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2365                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2366                 __isl_take isl_point *pnt);
2368         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2369                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2370                 __isl_take isl_point *pnt);
2372         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2373                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2374         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2375                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2376                 __isl_take isl_union_set *uset);
2378         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2379                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2381         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2382                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2384         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2385                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2386                 __isl_take isl_set *context);
2388         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2389                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2390                 __isl_take isl_union_set *context);
2392 The gist operation applies the gist operation to each of
2393 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2394 In future, the operation will also exploit the context
2395 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2397         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2398         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2399                 __isl_take isl_set *set,
2400                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2401                 int *tight);
2402         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2403         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2404                 __isl_take isl_map *map,
2405                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2406                 int *tight);
2407         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2408         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2409                 __isl_take isl_union_set *uset,
2410                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2411                 int *tight);
2412         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2413         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2414                 __isl_take isl_union_map *umap,
2415                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2416                 int *tight);
2418 The functions taking a map
2419 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2420 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2421 over all elements in the intersection of the range of the map
2422 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2423 as a function of an element in the domain of the map.
2424 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2425 intersection of the set and the domain of the
2426 piecewise quasipolynomial reduction.
2428 =head2 Dependence Analysis
2430 C<isl> contains specialized functionality for performing
2431 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2432 and a collection of possible I<source> access relations,
2433 C<isl> can compute relations that describe
2434 for each iteration of the sink access, which iteration
2435 of which of the source access relations was the last
2436 to access the same data element before the given iteration
2437 of the sink access.
2438 To compute standard flow dependences, the sink should be
2439 a read, while the sources should be writes.
2440 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2441 accesses, then there will be a dependence to the last
2442 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2443 this last I<must> access.
2444 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2445 then memory based dependence analysis is performed.
2446 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2447 then value based dependence analysis is performed.
2449         #include <isl/flow.h>
2451         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2453         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2454                 __isl_take isl_map *sink,
2455                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2456                 int max_source);
2457         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2458                 __isl_take isl_access_info *acc,
2459                 __isl_take isl_map *source, int must,
2460                 void *source_user);
2461         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2463         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2464                 __isl_take isl_access_info *acc);
2466         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2467                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2468                           void *dep_user, void *user),
2469                 void *user);
2470         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2471                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2472         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2474 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2475 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2476 the input for this function or to read off the output.
2478 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2479 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2480 The arguments to this functions are the sink access relation
2481 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2482 access to the user, a callback function for specifying the
2483 relative order of source and sink accesses, and the number
2484 of source access relations that will be added.
2485 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2486 The function is called with two user supplied tokens identifying
2487 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2488 level and the relative order of the two accesses.
2489 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2490 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2491 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2492 it should return I<2 * n>.
2493 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2494 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2495 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2496 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2497 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2498 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2499 The C<source_user> token is again used to identify
2500 the source access.  The range of the source access relation
2501 C<source> should have the same dimension as the range
2502 of the sink access relation.
2503 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2504 called explicitly, because it is called implicitly by
2505 C<isl_access_info_compute_flow>.
2507 The result of the dependence analysis is collected in an
2508 C<isl_flow>.  There may be elements of
2509 the sink access for which no preceding source access could be
2510 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2511 The relations containing these elements can be obtained through
2512 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2513 and the second with C<must> unset.
2514 In the case of standard flow dependence analysis,
2515 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2516 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2517 array elements and the second relation is empty.
2518 The actual flow dependences can be extracted using
2519 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2520 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2521 a source and the sink.  The callback function is called
2522 with four arguments, the actual flow dependence relation
2523 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2524 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2525 identifying the source and an additional C<void *> with value
2526 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2527 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2528 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2530 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2531 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2533 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2534 by the following function.
2536         #include <isl/flow.h>
2538         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2539                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2540                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2541                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2542                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2543                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2544                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2545                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2547 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2548 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2549 of the domains of the accesses and of the schedule.
2550 The relative order of the iteration domains is given by the
2551 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2552 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2553 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2554 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2555 any of the other arguments is treated as an error.
2557 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2559 The parametric vertex enumeration described in this section
2560 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2561 library.
2563         #include <isl/vertices.h>
2564         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2565                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2567 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2568 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2569 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2570 This information can be queried by either iterating over all
2571 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2572 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2574         int isl_vertices_foreach_vertex(
2575                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2576                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2577                 void *user);
2579         int isl_vertices_foreach_cell(
2580                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2581                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2582                 void *user);
2583         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2584                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2585                 void *user);
2587 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2588 the following.
2590         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2591                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2592         int isl_vertices_get_n_vertices(
2593                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2594         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2596 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2598         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2599         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2600         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2601                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2602         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2603                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2604         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2606 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2607 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2608 of the vertex.
2609 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2610 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2611 and should not be mixed with integer sets.
2613 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2615         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2616         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2617                 __isl_keep isl_cell *cell);
2618         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2620 =head1 Applications
2622 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2623 it also contains some basic applications that use some
2624 of the functionality of C<isl>.
2625 The input may be specified in either the L<isl format>
2626 or the L<PolyLib format>.
2628 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2630 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2631 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2632 The first column in the output is the denominator and is always
2633 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2634 then a vector of length zero is printed.
2636 =head2 C<isl_pip>
2638 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2639 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2640 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2641 of constraints on a parametric polyhedron.
2642 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2643 (but before the final constant column).
2644 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2645 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2646 is just a dump of the internal state.
2648 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2650 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2651 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2652 If an affine objective function
2653 is given, then the constant should appear in the last column.
2655 =head2 C<isl_polytope_scan>
2657 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2658 all integer points in the polytope.
2660 =head1 C<isl-polylib>
2662 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2663 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2664 The library is distributed separately for licensing reasons.
2666         #include <isl_set_polylib.h>
2667         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2668                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2669         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2670                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2671         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2672                 __isl_take isl_dim *dim);
2673         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2675         #include <isl_map_polylib.h>
2676         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2677                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2678         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2679                 __isl_take isl_dim *dim);
2680         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2681                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2682         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);