add isl_pw_qpolynomial_fold_insert_dims
[isl.git] / doc / user.pod
blobc649943b926dfc6edce68a619dde04ca0762de47
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head1 Installation
51 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
52 or from the git repository.  Both are available from
53 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
54 The installation process depends on how you obtained
55 the source.
57 =head2 Installation from the git repository
59 =over
61 =item 1 Clone or update the repository
63 The first time the source is obtained, you need to clone
64 the repository.
66         git clone git://repo.or.cz/isl.git
68 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
70         git pull
72 =item 2 Generate C<configure>
74         ./autogen.sh
76 =back
78 After performing the above steps, continue
79 with the L<Common installation instructions>.
81 =head2 Common installation instructions
83 =over
85 =item 1 Obtain C<GMP>
87 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
88 Your distribution may not provide these header files by default
89 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
90 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
91 source, available from L<http://gmplib.org/>.
93 =item 2 Configure
95 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
96 To run it, just type
98         ./configure
100 optionally followed by some configure options.
101 A complete list of options can be obtained by running
103         ./configure --help
105 Below we discuss some of the more common options.
107 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
108 C<piplib> functionality is currently used by default.
109 The C<--with-piplib> option can
110 be used to specify which C<piplib>
111 library to use, either an installed version (C<system>),
112 an externally built version (C<build>)
113 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
114 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
115 and C<piplib>.
117 =over
119 =item C<--prefix>
121 Installation prefix for C<isl>
123 =item C<--with-gmp-prefix>
125 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
127 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
129 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
131 =item C<--with-piplib>
133 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
135 =item C<--with-piplib-prefix>
137 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
139 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
141 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
143 =item C<--with-piplib-builddir>
145 Location where C<build> C<piplib> was built.
147 =back
149 =item 3 Compile
151         make
153 =item 4 Install (optional)
155         make install
157 =back
159 =head1 Library
161 =head2 Initialization
163 All manipulations of integer sets and relations occur within
164 the context of an C<isl_ctx>.
165 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
166 All arguments of a function are required to have been allocated
167 within the same context.
168 There are currently no functions available for moving an object
169 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
170 there is currently no way of safely moving an object from one
171 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
173 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
174 freed using C<isl_ctx_free>.
175 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
176 before the C<isl_ctx> itself is freed.
178         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
179         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
181 =head2 Integers
183 All operations on integers, mainly the coefficients
184 of the constraints describing the sets and relations,
185 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
186 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
187 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
188 are wrapped inside C<isl> specific macros.
189 The basic type is C<isl_int> and the following operations
190 are available on this type.
191 The meanings of these operations are essentially the same
192 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
193 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
194 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
195 and they need to be released with C<isl_int_clear>
196 after the last use.
198 =over
200 =item isl_int_init(i)
202 =item isl_int_clear(i)
204 =item isl_int_set(r,i)
206 =item isl_int_set_si(r,i)
208 =item isl_int_abs(r,i)
210 =item isl_int_neg(r,i)
212 =item isl_int_swap(i,j)
214 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
216 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
218 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
220 =item isl_int_add(r,i,j)
222 =item isl_int_sub(r,i,j)
224 =item isl_int_mul(r,i,j)
226 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
228 =item isl_int_addmul(r,i,j)
230 =item isl_int_submul(r,i,j)
232 =item isl_int_gcd(r,i,j)
234 =item isl_int_lcm(r,i,j)
236 =item isl_int_divexact(r,i,j)
238 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
240 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
242 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
244 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
246 =item isl_int_read(r,s)
248 =item isl_int_print(out,i,width)
250 =item isl_int_sgn(i)
252 =item isl_int_cmp(i,j)
254 =item isl_int_cmp_si(i,si)
256 =item isl_int_eq(i,j)
258 =item isl_int_ne(i,j)
260 =item isl_int_lt(i,j)
262 =item isl_int_le(i,j)
264 =item isl_int_gt(i,j)
266 =item isl_int_ge(i,j)
268 =item isl_int_abs_eq(i,j)
270 =item isl_int_abs_ne(i,j)
272 =item isl_int_abs_lt(i,j)
274 =item isl_int_abs_gt(i,j)
276 =item isl_int_abs_ge(i,j)
278 =item isl_int_is_zero(i)
280 =item isl_int_is_one(i)
282 =item isl_int_is_negone(i)
284 =item isl_int_is_pos(i)
286 =item isl_int_is_neg(i)
288 =item isl_int_is_nonpos(i)
290 =item isl_int_is_nonneg(i)
292 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
294 =back
296 =head2 Sets and Relations
298 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
299 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
300 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
301 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
302 can be described as a conjunction of affine constraints, while
303 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
304 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
305 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
306 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
307 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
308 where dimensions with different space names
309 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
310 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
311 one set of variables, while relations have two sets of variables,
312 input variables and output variables.
314 =head2 Memory Management
316 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
317 several substeps and since the user is usually not interested in
318 the intermediate results, most functions that return a new object
319 will also release all the objects passed as arguments.
320 If the user still wants to use one or more of these arguments
321 after the function call, she should pass along a copy of the
322 object rather than the object itself.
323 The user is then responsible for make sure that the original
324 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
326 The arguments and return values of all documents functions are
327 annotated to make clear which arguments are released and which
328 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
329 are used
331 =over
333 =item C<__isl_give>
335 C<__isl_give> means that a new object is returned.
336 The user should make sure that the returned pointer is
337 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
338 In between, it can be used as a value for as many
339 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
340 There is one exception, and that is the case where the
341 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
342 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
344 =item C<__isl_take>
346 C<__isl_take> means that the object the argument points to
347 is taken over by the function and may no longer be used
348 by the user as an argument to any other function.
349 The pointer value must be one returned by a function
350 returning an C<__isl_give> pointer.
351 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
352 be treated as an error in the sense that the function will
353 not perform its usual operation.  However, it will still
354 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
355 are released.
357 =item C<__isl_keep>
359 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
360 temporarily.  After the function has finished, the user
361 can still use it as an argument to other functions.
362 A C<NULL> value will be treated in the same way as
363 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
365 =back
367 =head2 Dimension Specifications
369 Whenever a new set or relation is created from scratch,
370 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
372         #include <isl_dim.h>
373         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
374                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
375         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
376                 unsigned nparam, unsigned dim);
377         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
378         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
379         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
380                 enum isl_dim_type type);
382 The dimension specification used for creating a set
383 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
384 that for creating a relation
385 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
386 C<isl_dim_size> can be used
387 to find out the number of dimensions of each type in
388 a dimension specification, where type may be
389 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
390 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
391 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
393 It is often useful to create objects that live in the
394 same space as some other object.  This can be accomplished
395 by creating the new objects
396 (see L<Creating New Sets and Relations> or
397 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
398 specification of the original object.
400         #include <isl_set.h>
401         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
402                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
403         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
405         #include <isl_union_set.h>
406         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
407                 __isl_keep isl_union_set *uset);
409         #include <isl_map.h>
410         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
411                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
412         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
414         #include <isl_union_map.h>
415         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
416                 __isl_keep isl_union_map *umap);
418         #include <isl_polynomial.h>
419         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
420                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
421         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
422                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
423         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
424                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
425         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
426                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
428 The names of the individual dimensions may be set or read off
429 using the following functions.
431         #include <isl_dim.h>
432         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
433                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
434                                  __isl_keep const char *name);
435         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
436                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
438 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
439 data structure, so the result can only be used while the
440 corresponding C<isl_dim> is alive.
441 Also note that every function that operates on two sets or relations
442 requires that both arguments have the same parameters.  This also
443 means that if one of the arguments has named parameters, then the
444 other needs to have named parameters too and the names need to match.
446 The names of entire spaces may be set or read off
447 using the following functions.
449         #include <isl_dim.h>
450         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
451                 __isl_take isl_dim *dim,
452                 enum isl_dim_type type, const char *s);
453         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
454                 enum isl_dim_type type);
456 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
457 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
458 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
459 data structure.
460 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
461 to have the same name.
463 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
464 the domain or range of a relation can be a nested relation.
465 The following functions can be used to construct and deconstruct
466 such nested dimension specifications.
468         #include <isl_dim.h>
469         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
470         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
471         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
473 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
474 be the dimension specification of a set, while that of
475 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
476 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
477 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
478 of a set.
480 =head2 Input and Output
482 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
483 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
484 in some cases.
486 =head3 C<isl> format
488 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
489 syntax for describing the parameters and allows for the definition
490 of an existentially quantified variable as the integer division
491 of an affine expression.
492 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
493 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
495         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
496                                 i - 10 a <= 6) }
498 A set or relation can have several disjuncts, separated
499 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
500 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
501 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
502 C<and>.
504 =head3 C<PolyLib> format
506 If the represented set is a union, then the first line
507 contains a single number representing the number of disjuncts.
508 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
510 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
511 The first line contains two numbers representing
512 the number of rows and columns,
513 where the number of rows is equal to the number of constraints
514 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
515 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
516 In each row, the first column indicates whether the constraint
517 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
518 corresponds to the constant term.
520 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
521 appear in the last columns before the constant column.
522 The coefficients of any existentially quantified variables appear
523 between those of the set variables and those of the parameters.
525 =head3 Input
527         #include <isl_set.h>
528         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
529                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
530         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
531                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
532         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
533                 FILE *input, int nparam);
534         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
535                 const char *str, int nparam);
537         #include <isl_map.h>
538         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
539                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
540         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
541                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
542         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
543                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
544         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
545                 const char *str, int nparam);
547 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
548 or the C<isl> format.
549 C<nparam> specifies how many of the final columns in
550 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
551 If input is given in the C<isl> format, then the number
552 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
553 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
554 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
555 are assumed in the C<PolyLib> format.
557 =head3 Output
559 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
560 be created.
562         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
563                 FILE *file);
564         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
565         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
566         __isl_give char *isl_printer_get_str(
567                 __isl_keep isl_printer *printer);
569 The behavior of the printer can be modified in various ways
571         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
572                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
573         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
574                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
575         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
576                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
577         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
578                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
580 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>
581 or C<ISL_FORMAT_POLYLIB> and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
582 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
583 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
584 In the C<PolyLib> format output,
585 the coefficients of the existentially quantified variables
586 appear between those of the set variables and those
587 of the parameters.
589 To actually print something, use
591         #include <isl_set.h>
592         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
593                 __isl_take isl_printer *printer,
594                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
595         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
596                 __isl_take isl_printer *printer,
597                 __isl_keep isl_set *set);
599         #include <isl_map.h>
600         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
601                 __isl_take isl_printer *printer,
602                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
603         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
604                 __isl_take isl_printer *printer,
605                 __isl_keep isl_map *map);
607         #include <isl_union_set.h>
608         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
609                 __isl_take isl_printer *p,
610                 __isl_keep isl_union_set *uset);
612         #include <isl_union_map.h>
613         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
614                 __isl_take isl_printer *p,
615                 __isl_keep isl_union_map *umap);
617 When called on a file printer, the following function flushes
618 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
620         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
621                 __isl_take isl_printer *p);
623 =head2 Creating New Sets and Relations
625 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
627 =over
629 =item * Empty sets and relations
631         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
632                 __isl_take isl_dim *dim);
633         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
634                 __isl_take isl_dim *dim);
635         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
636                 __isl_take isl_dim *dim);
637         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
638                 __isl_take isl_dim *dim);
639         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
640                 __isl_take isl_dim *dim);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
642                 __isl_take isl_dim *dim);
644 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
645 is only used to specify the parameters.
647 =item * Universe sets and relations
649         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
650                 __isl_take isl_dim *dim);
651         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
652                 __isl_take isl_dim *dim);
653         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
654                 __isl_take isl_dim *dim);
655         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
656                 __isl_take isl_dim *dim);
658 =item * Identity relations
660         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
661                 __isl_take isl_dim *set_dim);
662         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
663                 __isl_take isl_dim *set_dim);
665 These functions take a dimension specification for a B<set>
666 and return an identity relation between two such sets.
668 =item * Lexicographic order
670         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
671                 __isl_take isl_dim *set_dim);
672         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
673                 __isl_take isl_dim *set_dim);
674         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
675                 __isl_take isl_dim *set_dim);
676         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
677                 __isl_take isl_dim *set_dim);
678         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
679                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
680         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
681                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
682         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
683                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
684         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
685                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
687 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
688 and return relations that express that the elements in the domain
689 are lexicographically less
690 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
691 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
692 than the elements in the range.
693 The last four functions take a dimension specification for a map
694 and return relations that express that the first C<n> dimensions
695 in the domain are lexicographically less
696 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
697 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
698 than the first C<n> dimensions in the range.
700 =back
702 A basic set or relation can be converted to a set or relation
703 using the following functions.
705         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
706                 __isl_take isl_basic_set *bset);
707         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
708                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
710 Sets and relations can be converted to union sets and relations
711 using the following functions.
713         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
714                 __isl_take isl_map *map);
715         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
716                 __isl_take isl_set *set);
718 Sets and relations can be copied and freed again using the following
719 functions.
721         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
722                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
723         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
724         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
725                 __isl_keep isl_union_set *uset);
726         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
727                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
728         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
729         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
730                 __isl_keep isl_union_map *umap);
731         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
732         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
733         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
734         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
735         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
736         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
738 Other sets and relations can be constructed by starting
739 from a universe set or relation, adding equality and/or
740 inequality constraints and then projecting out the
741 existentially quantified variables, if any.
742 Constraints can be constructed, manipulated and
743 added to basic sets and relations using the following functions.
745         #include <isl_constraint.h>
746         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
747                 __isl_take isl_dim *dim);
748         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
749                 __isl_take isl_dim *dim);
750         void isl_constraint_set_constant(
751                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
752         void isl_constraint_set_coefficient(
753                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
754                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
755         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
756                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
757                 __isl_take isl_constraint *constraint);
758         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
759                 __isl_take isl_basic_set *bset,
760                 __isl_take isl_constraint *constraint);
762 For example, to create a set containing the even integers
763 between 10 and 42, you would use the following code.
765         isl_int v;
766         struct isl_dim *dim;
767         struct isl_constraint *c;
768         struct isl_basic_set *bset;
770         isl_int_init(v);
771         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
772         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
774         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
775         isl_int_set_si(v, -1);
776         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
777         isl_int_set_si(v, 2);
778         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
779         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
781         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
782         isl_int_set_si(v, -10);
783         isl_constraint_set_constant(c, v);
784         isl_int_set_si(v, 1);
785         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
786         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
788         c = isl_inequality_alloc(dim);
789         isl_int_set_si(v, 42);
790         isl_constraint_set_constant(c, v);
791         isl_int_set_si(v, -1);
792         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
793         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
795         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
797         isl_int_clear(v);
799 Or, alternatively,
801         struct isl_basic_set *bset;
802         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
803                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
805 =head2 Inspecting Sets and Relations
807 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
808 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
809 explained in the following sections.
810 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
811 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
812 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
813 an explicit representation of the existentially quantified variables.
815         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
816                 __isl_take isl_set *set);
817         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
818                 __isl_take isl_map *map);
819         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
820                 __isl_take isl_union_set *uset);
821         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
822                 __isl_take isl_union_map *umap);
824 This explicit representation defines the existentially quantified
825 variables as integer divisions of the other variables, possibly
826 including earlier existentially quantified variables.
827 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
828 has a unique value when the values of the other variables are known.
829 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
830 with the same explicit representations, should appear in the
831 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
832 either of the following functions.
834         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
835                 __isl_take isl_set *set);
836         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
837                 __isl_take isl_map *map);
839 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
841         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
842                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
843                 void *user);
844         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
845                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
846                 void *user);
848 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
850         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
851                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
852                 void *user);
853         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
854                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
855                 void *user);
857 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
858 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
859 occurs, the above functions will return -1.
861 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
862 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
863 If this is required, then the user should call one of
864 the following functions first.
866         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
867                 __isl_take isl_set *set);
868         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
869                 __isl_take isl_map *map);
871 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
873         #include <isl_constraint.h>
875         int isl_basic_map_foreach_constraint(
876                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
877                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
878                 void *user);
879         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
881 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
882 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
883 occurs, the above functions will return -1.
884 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
885 Use the following function to find out whether a constraint
886 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
888         int isl_constraint_is_equality(
889                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
891 The coefficients of the constraints can be inspected using
892 the following functions.
894         void isl_constraint_get_constant(
895                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
896         void isl_constraint_get_coefficient(
897                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
898                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
900 The explicit representations of the existentially quantified
901 variables can be inspected using the following functions.
902 Note that the user is only allowed to use these functions
903 if the inspected set or map is the result of a call
904 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
906         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
907                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
908         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
909                 isl_int *v);
910         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
911                 isl_int *v);
912         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
913                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
915 =head2 Properties
917 =head3 Unary Properties
919 =over
921 =item * Emptiness
923 The following functions test whether the given set or relation
924 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
925 any computations, but simply check if the given set or relation
926 is already known to be empty.
928         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
929         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
930         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
931         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
932         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
933         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
934         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
935         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
936         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
938 =item * Universality
940         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
941         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
942         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
944 =item * Single-valuedness
946         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
948 =item * Bijectivity
950         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
952 =item * Wrapping
954 The followning functions check whether the domain of the given
955 (basic) set is a wrapped relation.
957         int isl_basic_set_is_wrapping(
958                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
959         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
961 =back
963 =head3 Binary Properties
965 =over
967 =item * Equality
969         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
970                 __isl_keep isl_set *set2);
971         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
972                 __isl_keep isl_set *set2);
973         int isl_basic_map_is_equal(
974                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
975                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
976         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
977                 __isl_keep isl_map *map2);
978         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
979                 __isl_keep isl_map *map2);
980         int isl_union_map_is_equal(
981                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
982                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
984 =item * Disjointness
986         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
987                 __isl_keep isl_set *set2);
989 =item * Subset
991         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
992                 __isl_keep isl_set *set2);
993         int isl_set_is_strict_subset(
994                 __isl_keep isl_set *set1,
995                 __isl_keep isl_set *set2);
996         int isl_basic_map_is_subset(
997                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
998                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
999         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1000                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1001                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1002         int isl_map_is_subset(
1003                 __isl_keep isl_map *map1,
1004                 __isl_keep isl_map *map2);
1005         int isl_map_is_strict_subset(
1006                 __isl_keep isl_map *map1,
1007                 __isl_keep isl_map *map2);
1008         int isl_union_map_is_subset(
1009                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1010                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1011         int isl_union_map_is_strict_subset(
1012                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1013                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1015 =back
1017 =head2 Unary Operations
1019 =over
1021 =item * Complement
1023         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1024                 __isl_take isl_set *set);
1026 =item * Inverse map
1028         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1029                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1030         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1031                 __isl_take isl_map *map);
1032         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1033                 __isl_take isl_union_map *umap);
1035 =item * Projection
1037         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1038                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1039                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1040         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1041                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1042                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1043         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1044                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1045         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1046                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1047         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1048                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1049         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1050                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1051         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1052                 __isl_take isl_map *bmap);
1053         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1054                 __isl_take isl_map *map);
1055         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1056                 __isl_take isl_union_map *umap);
1057         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1058                 __isl_take isl_union_map *umap);
1060 =item * Deltas
1062         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1063                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1064         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1065         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1066                 __isl_take isl_union_map *umap);
1068 These functions return a (basic) set containing the differences
1069 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1071 =item * Coalescing
1073 Simplify the representation of a set or relation by trying
1074 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1075 basic set or relation.
1077         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1078         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1079         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1080                 __isl_take isl_union_set *uset);
1081         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1082                 __isl_take isl_union_map *umap);
1084 =item * Convex hull
1086         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1087                 __isl_take isl_set *set);
1088         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1089                 __isl_take isl_map *map);
1091 If the input set or relation has any existentially quantified
1092 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1094 =item * Simple hull
1096         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1097                 __isl_take isl_set *set);
1098         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1099                 __isl_take isl_map *map);
1101 These functions compute a single basic set or relation
1102 that contains the whole input set or relation.
1103 In particular, the output is described by translates
1104 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1106 =begin latex
1108 (See \autoref{s:simple hull}.)
1110 =end latex
1112 =item * Affine hull
1114         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1115                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1116         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1117                 __isl_take isl_set *set);
1118         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1119                 __isl_take isl_union_set *uset);
1120         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1121                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1122         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1123                 __isl_take isl_map *map);
1124         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1125                 __isl_take isl_union_map *umap);
1127 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1128 per space.
1130 =item * Power
1132         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1133                 unsigned param, int *exact);
1135 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1136 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
1137 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
1138 then C<*exact> is set to C<1>.
1139 The current implementation only produces exact results for particular
1140 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1142 =item * Transitive closure
1144         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1145                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1146         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1147                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1149 Compute the transitive closure of C<map>.
1150 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1151 then C<*exact> is set to C<1>.
1152 The current implementation only produces exact results for particular
1153 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
1155 =item * Reaching path lengths
1157         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1158                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1160 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1161 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1162 end up in the given element.
1163 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1164 then C<*exact> is set to C<1>.
1165 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1166 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1167 In particular, if the input relation is a dependence relation
1168 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1169 to the free schedule.
1170 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1171 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1172 the overapproximation), then you will get an error message.
1174 =item * Wrapping
1176         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1177                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1178         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1179                 __isl_take isl_map *map);
1180         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1181                 __isl_take isl_union_map *umap);
1182         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1183                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1184         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1185                 __isl_take isl_set *set);
1186         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1187                 __isl_take isl_union_set *uset);
1189 =back
1191 =head2 Binary Operations
1193 The two arguments of a binary operation not only need to live
1194 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1195 the same (number of) parameters.
1197 =head3 Basic Operations
1199 =over
1201 =item * Intersection
1203         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1204                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1205                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1206         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1207                 __isl_take isl_set *set1,
1208                 __isl_take isl_set *set2);
1209         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1210                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1211                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1212         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1213                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1214                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1215         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1216                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1217                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1218         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1219                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1220                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1221         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1222                 __isl_take isl_map *map,
1223                 __isl_take isl_set *set);
1224         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1225                 __isl_take isl_map *map,
1226                 __isl_take isl_set *set);
1227         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1228                 __isl_take isl_map *map1,
1229                 __isl_take isl_map *map2);
1230         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1231                 __isl_take isl_union_map *umap,
1232                 __isl_take isl_union_set *uset);
1233         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1234                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1235                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1237 =item * Union
1239         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1240                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1241                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1242         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1243                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1244                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1245         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1246                 __isl_take isl_set *set1,
1247                 __isl_take isl_set *set2);
1248         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1249                 __isl_take isl_map *map1,
1250                 __isl_take isl_map *map2);
1251         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1252                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1253                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1254         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1255                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1256                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1258 =item * Set difference
1260         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1261                 __isl_take isl_set *set1,
1262                 __isl_take isl_set *set2);
1263         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1264                 __isl_take isl_map *map1,
1265                 __isl_take isl_map *map2);
1266         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1267                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1268                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1269         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1270                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1271                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1273 =item * Application
1275         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1276                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1277                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1278         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1279                 __isl_take isl_set *set,
1280                 __isl_take isl_map *map);
1281         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1282                 __isl_take isl_union_set *uset,
1283                 __isl_take isl_union_map *umap);
1284         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1285                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1286                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1287         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1288                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1289                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1290         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1291                 __isl_take isl_map *map1,
1292                 __isl_take isl_map *map2);
1293         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1294                 __isl_take isl_map *map1,
1295                 __isl_take isl_map *map2);
1296         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1297                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1298                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1300 =item * Simplification
1302         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1303                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1304                 __isl_take isl_basic_set *context);
1305         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1306                 __isl_take isl_set *context);
1307         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1308                 __isl_take isl_union_set *uset,
1309                 __isl_take isl_union_set *context);
1310         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1311                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1312                 __isl_take isl_basic_map *context);
1313         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1314                 __isl_take isl_map *context);
1315         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1316                 __isl_take isl_union_map *umap,
1317                 __isl_take isl_union_map *context);
1319 The gist operation returns a set or relation that has the
1320 same intersection with the context as the input set or relation.
1321 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1322 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1323 are removed.
1324 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1325 per space.
1327 =back
1329 =head3 Lexicographic Optimization
1331 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1332 the following functions
1333 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1334 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1335 that satisfy C<dom>.
1336 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1337 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1338 has no elements.
1339 In other words, the union of the parameter values
1340 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1341 is equal to C<dom>.
1343         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1344                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1345                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1346                 __isl_give isl_set **empty);
1347         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1348                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1349                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1350                 __isl_give isl_set **empty);
1351         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1352                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1353                 __isl_give isl_set **empty);
1354         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1355                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1356                 __isl_give isl_set **empty);
1358 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1359 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1360 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1361 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1363         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1364                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1365         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1366                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1367         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1368                 __isl_take isl_set *set);
1369         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1370                 __isl_take isl_set *set);
1371         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1372                 __isl_take isl_union_set *uset);
1373         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1374                 __isl_take isl_union_set *uset);
1376 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1377 the following functions
1378 compute a relation that maps each element of C<dom>
1379 to the single lexicographic minimum or maximum
1380 of the elements that are associated to that same
1381 element in C<map> (or C<bmap>).
1382 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1383 that contains the elements in C<dom> that do not map
1384 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1385 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1386 is equal to C<dom>.
1388         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1389                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1390                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1391                 __isl_give isl_set **empty);
1392         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1393                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1394                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1395                 __isl_give isl_set **empty);
1396         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1397                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1398                 __isl_give isl_set **empty);
1399         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1400                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1401                 __isl_give isl_set **empty);
1403 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1404 return a map mapping each element in the domain of
1405 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1406 of all elements associated to that element.
1407 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1409         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1410                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1411         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1412                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1413         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1414                 __isl_take isl_map *map);
1415         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1416                 __isl_take isl_map *map);
1417         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1418                 __isl_take isl_union_map *umap);
1419         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1420                 __isl_take isl_union_map *umap);
1422 =head2 Points
1424 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1425 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1426 individual elements of a set.
1427 The zero point (the origin) can be created using
1429         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1431 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1432 using
1434         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1435                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1436         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1437                 __isl_take isl_point *pnt,
1438                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1440         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1441                 __isl_take isl_point *pnt,
1442                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1443         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1444                 __isl_take isl_point *pnt,
1445                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1447 Points can be copied or freed using
1449         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1450                 __isl_keep isl_point *pnt);
1451         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1453 A singleton set can be created from a point using
1455         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1456                 __isl_take isl_point *pnt);
1458 and a box can be created from two opposite extremal points using
1460         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1461                 __isl_take isl_point *pnt1,
1462                 __isl_take isl_point *pnt2);
1464 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1465 the following functions.
1467         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1468                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1469                 void *user);
1470         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1471                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1472                 void *user);
1474 The function C<fn> is called for each integer point in
1475 C<set> with as second argument the last argument of
1476 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1477 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1478 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1479 enumerating and return C<-1> as well.
1480 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1481 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1483 To obtain a single point of a set, use
1485         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1486                 __isl_take isl_set *set);
1488 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1489 resulting point will be ``void'', a property that can be
1490 tested using
1492         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1494 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1496 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1497 a parametric point to a rational value.
1498 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1499 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1500 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1501 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1502 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1503 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1504 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1505 the value is assumed to be zero.
1506 For example, the piecewise quasipolynomial
1508         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1510 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1511 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
1512 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
1513 defined over different domains.
1514 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1515 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1516 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1517 the number of points in the map
1519         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1521 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1523 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1524 using the following functions.
1526         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1527                 __isl_take isl_printer *p,
1528                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1530         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1531                 __isl_take isl_printer *p,
1532                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1534         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
1535                 __isl_take isl_printer *p,
1536                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1538 The output format of the printer
1539 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1540 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
1541 is supported.
1543 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1545 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1546 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1547 operations such as addition and multiplication
1548 on the resulting quasipolynomials
1550         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1551                 __isl_take isl_dim *dim);
1552         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1553                 __isl_take isl_dim *dim);
1554         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
1555                 __isl_take isl_dim *dim);
1556         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1557                 __isl_take isl_dim *dim);
1558         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1559                 __isl_take isl_dim *dim,
1560                 const isl_int n, const isl_int d);
1561         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1562                 __isl_take isl_div *div);
1563         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1564                 __isl_take isl_dim *dim,
1565                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1567 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1568 with a single cell can be created using the following functions.
1569 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1570 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1572         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1573                 __isl_take isl_dim *dim);
1574         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1575                 __isl_take isl_set *set,
1576                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1578         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
1579                 __isl_take isl_dim *dim);
1580         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
1581                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1582         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
1583                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1584                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1586 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1587 functions.
1589         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1590                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1591         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1593         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1594                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1595         void isl_pw_qpolynomial_free(
1596                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1598         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
1599                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1600         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
1601                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1603 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1605 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
1606 piecewise quasipolynomial, use the following function
1608         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
1609                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1610                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
1611                 void *user);
1613 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1614 use either of the following two functions
1616         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1617                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1618                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1619                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1620                           void *user), void *user);
1621         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1622                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1623                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1624                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1625                           void *user), void *user);
1627 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1628 and C<-1> on failure.  The difference between
1629 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1630 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1631 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1632 compute unique representations for all existentially quantified
1633 variables and then turn these existentially quantified variables
1634 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1635 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1636 will not have any existentially quantified variables, but that
1637 the dimensions of the sets may be different for different
1638 invocations of C<fn>.
1640 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1643         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1644                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1645                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1646                           void *user), void *user);
1648 The terms themselves can be inspected and freed using
1649 these functions
1651         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1652                 enum isl_dim_type type);
1653         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1654                 isl_int *n);
1655         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1656                 isl_int *d);
1657         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1658                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1659         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1660                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1661         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1663 Each term is a product of parameters, set variables and
1664 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
1665 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
1666 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
1667 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
1668 using C<isl_int_init> before calling these functions.
1670 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
1672 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
1673 use the following function.
1675         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1676                 isl_int *n, isl_int *d);
1678 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
1679 then the numerator and denominator of the constant
1680 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
1682 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
1684         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
1685                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1686         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
1687                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1688                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1689         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
1690                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1691                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1692         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
1693                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1694                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1696         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
1697                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1698                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1699         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
1700                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1701                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1702         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
1703                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1704                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1705         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
1706                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1707         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
1708                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1709                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1711         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
1712                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1713                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1714         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
1715                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1716                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1717         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
1718                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
1719                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
1721         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
1722                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1723                 __isl_take isl_point *pnt);
1725         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
1726                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1727                 __isl_take isl_point *pnt);
1729         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
1730                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1731         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1732                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
1733                 __isl_take isl_set *set);
1735         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
1736                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1737         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1738                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
1739                 __isl_take isl_union_set *uset);
1741         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
1742                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
1744         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
1745                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1746                 __isl_take isl_set *context);
1748         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
1749                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1750                 __isl_take isl_union_set *context);
1752 The gist operation applies the gist operation to each of
1753 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
1754 In future, the operation will also exploit the context
1755 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
1757 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
1759 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
1760 reduction (or fold) of quasipolynomials.
1761 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
1762 The objects are mainly used to represent the result of
1763 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
1764 i.e., as the result of the following function.
1766         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
1767                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1768                 enum isl_fold type, int *tight);
1770         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
1771                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
1772                 enum isl_fold type, int *tight);
1774 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
1775 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
1776 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
1777 of the parameters there is at least
1778 one element in the domain that reaches the bound.
1779 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
1780 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
1781 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
1782 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
1783 wrapped relation becomes the domain of the result.
1785 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
1786 following functions.
1788         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
1789                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
1790         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
1791                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1792         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
1793                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1794         void isl_qpolynomial_fold_free(
1795                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
1796         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
1797                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1798         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
1799                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1801 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
1803 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
1804 using the following function.
1806         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
1807                 __isl_take isl_printer *p,
1808                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1809         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
1810                 __isl_take isl_printer *p,
1811                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1813 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
1814 output format of the printer
1815 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1816 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
1817 output format of the printer
1818 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL>.
1820 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
1822 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
1823 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
1825         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
1826                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1827                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1828                             void *user), void *user);
1830 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
1831 use either of the following two functions
1833         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
1834                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1835                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1836                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
1837                           void *user), void *user);
1838         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
1839                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1840                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1841                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
1842                           void *user), void *user);
1844 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
1845 of the difference between these two functions.
1847 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
1849         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
1850                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
1851                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
1852                           void *user), void *user);
1854 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
1856         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
1857                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
1858                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
1860         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
1861                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
1862                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
1864         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
1865                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1866                 __isl_take isl_point *pnt);
1868         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
1869                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1870                 __isl_take isl_point *pnt);
1872         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
1873                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1874         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
1875                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1876                 __isl_take isl_union_set *uset);
1878         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
1879                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
1881         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
1882                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
1884         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
1885                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
1886                 __isl_take isl_set *context);
1888         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
1889                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
1890                 __isl_take isl_union_set *context);
1892 The gist operation applies the gist operation to each of
1893 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
1894 In future, the operation will also exploit the context
1895 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
1897 =head2 Dependence Analysis
1899 C<isl> contains specialized functionality for performing
1900 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
1901 and a collection of possible I<source> access relations,
1902 C<isl> can compute relations that describe
1903 for each iteration of the sink access, which iteration
1904 of which of the source access relations was the last
1905 to access the same data element before the given iteration
1906 of the sink access.
1907 To compute standard flow dependences, the sink should be
1908 a read, while the sources should be writes.
1909 If any of the source accesses are marked as being I<may>
1910 accesses, then there will be a dependence to the last
1911 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
1912 this last I<must> access.
1913 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
1914 then memory based dependence analysis is performed.
1915 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
1916 then value based dependence analysis is performed.
1918         #include <isl_flow.h>
1920         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
1921                 __isl_take isl_map *sink,
1922                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
1923                 int max_source);
1924         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
1925                 __isl_take isl_access_info *acc,
1926                 __isl_take isl_map *source, int must,
1927                 void *source_user);
1929         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
1930                 __isl_take isl_access_info *acc);
1932         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
1933                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
1934                           void *dep_user, void *user),
1935                 void *user);
1936         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
1937                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
1938         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
1940 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
1941 dependence analysis.  The other functions are used to construct
1942 the input for this function or to read off the output.
1944 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
1945 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
1946 The arguments to this functions are the sink access relation
1947 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
1948 access to the user, a callback function for specifying the
1949 relative order of source and sink accesses, and the number
1950 of source access relations that will be added.
1951 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
1952 The function is called with two user supplied tokens identifying
1953 either a source or the sink and it should return the shared nesting
1954 level and the relative order of the two accesses.
1955 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
1956 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
1957 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
1958 it should return I<2 * n>.
1959 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
1960 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
1961 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
1962 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
1963 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
1964 of the relation accesses I<all> elements in its image.
1965 The C<source_user> token is again used to identify
1966 the source access.  The range of the source access relation
1967 C<source> should have the same dimension as the range
1968 of the sink access relation.
1970 The result of the dependence analysis is collected in an
1971 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
1972 the sink access for which no preceding source access could be
1973 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
1974 The sets of these elements can be obtained through
1975 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
1976 and the second with C<must> unset.
1977 In the case of standard flow dependence analysis,
1978 with the sink a read and the sources I<must> writes,
1979 the first set corresponds to the reads from uninitialized
1980 array elements and the second set is empty.
1981 The actual flow dependences can be extracted using
1982 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
1983 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
1984 a source and the sink.  The callback function is called
1985 with four arguments, the actual flow dependence relation
1986 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
1987 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
1988 identifying the source and an additional C<void *> with value
1989 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
1990 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
1991 source and if it is not followed by any I<may> sources.
1993 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
1994 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
1996 =head2 Parametric Vertex Enumeration
1998 The parametric vertex enumeration described in this section
1999 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2000 library.
2002         #include <isl_vertices.h>
2003         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2004                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2006 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2007 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2008 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2009 This information can be queried by either iterating over all
2010 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2011 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2013         int isl_vertices_foreach_vertex(
2014                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2015                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2016                 void *user);
2018         int isl_vertices_foreach_cell(
2019                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2020                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2021                 void *user);
2022         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2023                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2024                 void *user);
2026 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2027 the following.
2029         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2030                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2031         int isl_vertices_get_n_vertices(
2032                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2033         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2035 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2037         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2038         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2039         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2040                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2041         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2042                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2043         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2045 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2046 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2047 of the vertex.
2048 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2049 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2050 and should not be mixed with integer sets.
2052 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2054         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2055         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2056                 __isl_keep isl_cell *cell);
2057         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2059 =head1 Applications
2061 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2062 it also contains some basic applications that use some
2063 of the functionality of C<isl>.
2064 The input may be specified in either the L<isl format>
2065 or the L<PolyLib format>.
2067 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2069 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2070 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2071 The first column in the output is the denominator and is always
2072 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2073 then a vector of length zero is printed.
2075 =head2 C<isl_pip>
2077 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2078 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2079 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2080 of constraints on a parametric polyhedron.
2081 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2082 (but before the final constant column).
2083 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2084 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2085 is just a dump of the internal state.
2087 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2089 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2090 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2091 If an affine objective function
2092 is given, then the constant should appear in the last column.
2094 =head2 C<isl_polytope_scan>
2096 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2097 all integer points in the polytope.
2099 =head1 C<isl-polylib>
2101 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
2102 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
2103 The library is distributed separately for licensing reasons.
2105         #include <isl_set_polylib.h>
2106         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
2107                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2108         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
2109                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2110         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2111                 __isl_take isl_dim *dim);
2112         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
2114         #include <isl_map_polylib.h>
2115         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
2116                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
2117         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
2118                 __isl_take isl_dim *dim);
2119         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
2120                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
2121         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);