doc: document simple hull
[isl.git] / doc / user.pod
blobe2f496d4f5e3b6a9f9fb3cccd4d83e6566fbd702
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.
20 =head1 Installation
22 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
23 or from the git repository.  Both are available from
24 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
25 The installation process depends on how you obtained
26 the source.
28 =head2 Installation from the git repository
30 =over
32 =item 1 Clone or update the repository
34 The first time the source is obtained, you need to clone
35 the repository.
37         git clone git://repo.or.cz/isl.git
39 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
41         git pull
43 =item 2 Get submodule (optional)
45 C<isl> can optionally use the C<piplib> library and provides
46 this library as a submodule.  If you want to use it, then
47 after you have cloned C<isl>, you need to grab the submodules
49         git submodule init
50         git submodule update
52 To obtain updates, you only need
54         git submodule update
56 Note that C<isl> currently does not use any C<piplib>
57 functionality by default.
59 =item 3 Generate C<configure>
61         ./autogen.sh
63 =back
65 After performing the above steps, continue
66 with the L<Common installation instructions>.
68 =head2 Common installation instructions
70 =over
72 =item 1 Obtain C<GMP>
74 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
75 Your distribution may not provide these header files by default
76 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
77 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
78 source, available from L<http://gmplib.org/>.
80 =item 2 Configure
82 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
83 To run it, just type
85         ./configure
87 optionally followed by some configure options.
88 A complete list of options can be obtained by running
90         ./configure --help
92 Below we discuss some of the more common options.
94 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
95 C<piplib> functionality is currently used by default.
96 The C<--with-piplib> option can
97 be used to specify which C<piplib>
98 library to use, either an installed version (C<system>),
99 an externally built version (C<build>)
100 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
101 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
102 and C<piplib>.
104 =over
106 =item C<--prefix>
108 Installation prefix for C<isl>
110 =item C<--with-gmp-prefix>
112 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
114 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
116 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
118 =item C<--with-piplib>
120 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
122 =item C<--with-piplib-prefix>
124 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
126 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
128 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
130 =item C<--with-piplib-builddir>
132 Location where C<build> C<piplib> was built.
134 =back
136 =item 3 Compile
138         make
140 =item 4 Install (optional)
142         make install
144 =back
146 =head1 Library
148 =head2 Initialization
150 All manipulations of integer sets and relations occur within
151 the context of an C<isl_ctx>.
152 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
153 All arguments of a function are required to have been allocated
154 within the same context.
155 There are currently no functions available for moving an object
156 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
157 there is currently no way of safely moving an object from one
158 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
160 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
161 freed using C<isl_ctx_free>.
162 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
163 before the C<isl_ctx> itself is freed.
165         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
166         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
168 =head2 Integers
170 All operations on integers, mainly the coefficients
171 of the constraints describing the sets and relations,
172 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
173 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
174 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
175 are wrapped inside C<isl> specific macros.
176 The basic type is C<isl_int> and the following operations
177 are available on this type.
178 The meanings of these operations are essentially the same
179 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
180 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
181 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
182 and they need to be released with C<isl_int_clear>
183 after the last use.
185 =over
187 =item isl_int_init(i)
189 =item isl_int_clear(i)
191 =item isl_int_set(r,i)
193 =item isl_int_set_si(r,i)
195 =item isl_int_abs(r,i)
197 =item isl_int_neg(r,i)
199 =item isl_int_swap(i,j)
201 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
203 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
205 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
207 =item isl_int_add(r,i,j)
209 =item isl_int_sub(r,i,j)
211 =item isl_int_mul(r,i,j)
213 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
215 =item isl_int_addmul(r,i,j)
217 =item isl_int_submul(r,i,j)
219 =item isl_int_gcd(r,i,j)
221 =item isl_int_lcm(r,i,j)
223 =item isl_int_divexact(r,i,j)
225 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
227 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
229 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
231 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
233 =item isl_int_read(r,s)
235 =item isl_int_print(out,i,width)
237 =item isl_int_sgn(i)
239 =item isl_int_cmp(i,j)
241 =item isl_int_cmp_si(i,si)
243 =item isl_int_eq(i,j)
245 =item isl_int_ne(i,j)
247 =item isl_int_lt(i,j)
249 =item isl_int_le(i,j)
251 =item isl_int_gt(i,j)
253 =item isl_int_ge(i,j)
255 =item isl_int_abs_eq(i,j)
257 =item isl_int_abs_ne(i,j)
259 =item isl_int_abs_lt(i,j)
261 =item isl_int_abs_gt(i,j)
263 =item isl_int_abs_ge(i,j)
265 =item isl_int_is_zero(i)
267 =item isl_int_is_one(i)
269 =item isl_int_is_negone(i)
271 =item isl_int_is_pos(i)
273 =item isl_int_is_neg(i)
275 =item isl_int_is_nonpos(i)
277 =item isl_int_is_nonneg(i)
279 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
281 =back
283 =head2 Sets and Relations
285 C<isl> uses four types of objects for representing sets and relations,
286 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set> and C<isl_map>.
287 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
288 can be described as a conjunction of affine constraints, while
289 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
290 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
291 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
292 one set of variables, while relations have two sets of variables,
293 input variables and output variables.
295 =head2 Memory Management
297 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
298 several substeps and since the user is usually not interested in
299 the intermediate results, most functions that return a new object
300 will also release all the objects passed as arguments.
301 If the user still wants to use one or more of these arguments
302 after the function call, she should pass along a copy of the
303 object rather than the object itself.
304 The user is then responsible for make sure that the original
305 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
307 The arguments and return values of all documents functions are
308 annotated to make clear which arguments are released and which
309 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
310 are used
312 =over
314 =item C<__isl_give>
316 C<__isl_give> means that a new object is returned.
317 The user should make sure that the returned pointer is
318 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
319 In between, it can be used as a value for as many
320 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
321 There is one exception, and that is the case where the
322 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
323 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
325 =item C<__isl_take>
327 C<__isl_take> means that the object the argument points to
328 is taken over by the function and may no longer be used
329 by the user as an argument to any other function.
330 The pointer value must be one returned by a function
331 returning an C<__isl_give> pointer.
332 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
333 be treated as an error in the sense that the function will
334 not perform its usual operation.  However, it will still
335 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
336 are released.
338 =item C<__isl_keep>
340 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
341 temporarily.  After the function has finished, the user
342 can still use it as an argument to other functions.
343 A C<NULL> value will be treated in the same way as
344 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
346 =back
348 =head2 Dimension Specifications
350 Whenever a new set or relation is created from scratch,
351 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
353         #include <isl_dim.h>
354         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
355                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
356         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
357                 unsigned nparam, unsigned dim);
358         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
359         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
360         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
361                 enum isl_dim_type type);
363 The dimension specification used for creating a set
364 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
365 that for creating a relation
366 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
367 C<isl_dim_size> can be used
368 to find out the number of dimensions of each type in
369 a dimension specification, where type may be
370 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
371 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
372 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
374 It is often useful to create sets or maps that live in the
375 same space as some other set or map.  This can be accomplished
376 by creating the new sets or maps
377 (see L<Creating New Sets and Relations>) based on the dimension
378 specification of the original set or map.
380         #include <isl_set.h>
381         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
382                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
383         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
385         #include <isl_map.h>
386         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
387                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
388         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
390 The names of the individual dimensions may be set or read off
391 using the following functions.
393         #include <isl_dim.h>
394         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
395                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
396                                  __isl_keep const char *name);
397         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
398                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
400 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
401 data structure, so the result can only be used while the
402 corresponding C<isl_dim> is alive.
403 Also note that every function that operates on two sets or relations
404 requires that both arguments have the same parameters.  This also
405 means that if one of the arguments has named parameters, then the
406 other needs to have named parameters too and the names need to match.
408 =head2 Input and Output
410 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
411 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
412 in some cases.
414 =head3 C<isl> format
416 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
417 syntax for describing the parameters and allows for the definition
418 of an existentially quantified variable as the integer division
419 of an affine expression.
420 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
421 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
423         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
424                                 i - 10 a <= 6) }
426 A set or relation can have several disjuncts, separated
427 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
428 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
429 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
430 C<and>.
432 =head3 C<PolyLib> format
434 If the represented set is a union, then the first line
435 contains a single number representing the number of disjuncts.
436 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
438 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
439 The first line contains two numbers representing
440 the number of rows and columns,
441 where the number of rows is equal to the number of constraints
442 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
443 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
444 In each row, the first column indicates whether the constraint
445 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
446 corresponds to the constant term.
448 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
449 appear in the last columns before the constant column.
450 The coefficients of any existentially quantified variables appear
451 between those of the set variables and those of the parameters.
453 =head3 Input
455         #include <isl_set.h>
456         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
457                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
458         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
459                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
460         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
461                 FILE *input, int nparam);
462         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
463                 const char *str, int nparam);
465         #include <isl_map.h>
466         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
467                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
468         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
469                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
470         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
471                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
472         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
473                 const char *str, int nparam);
475 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
476 or the C<isl> format.
477 C<nparam> specifies how many of the final columns in
478 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
479 If input is given in the C<isl> format, then the number
480 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
481 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
482 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
483 are assumed in the C<PolyLib> format.
485 =head3 Output
487 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
488 be created.
490         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
491                 FILE *file);
492         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
493         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
494         __isl_give char *isl_printer_get_str(
495                 __isl_keep isl_printer *printer);
497 The behavior of the printer can be modified in various ways
499         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
500                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
501         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
502                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
503         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
504                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
505         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
506                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
508 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>
509 or C<ISL_FORMAT_POLYLIB> and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
510 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
511 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
512 In the C<PolyLib> format output,
513 the coefficients of the existentially quantified variables
514 appear between those of the set variables and those
515 of the parameters.
517 To actually print something, use
519         #include <isl_set.h>
520         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
521                 __isl_take isl_printer *printer,
522                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
523         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
524                 __isl_take isl_printer *printer,
525                 __isl_keep isl_set *set);
527         #include <isl_map.h>
528         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
529                 __isl_take isl_printer *printer,
530                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
531         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
532                 __isl_take isl_printer *printer,
533                 __isl_keep isl_map *map);
535 =head2 Creating New Sets and Relations
537 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
539 =over
541 =item * Empty sets and relations
543         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
544                 __isl_take isl_dim *dim);
545         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
546                 __isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
548                 __isl_take isl_dim *dim);
549         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
550                 __isl_take isl_dim *dim);
552 =item * Universe sets and relations
554         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
555                 __isl_take isl_dim *dim);
556         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
557                 __isl_take isl_dim *dim);
558         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
559                 __isl_take isl_dim *dim);
560         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
561                 __isl_take isl_dim *dim);
563 =item * Identity relations
565         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
566                 __isl_take isl_dim *set_dim);
567         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
568                 __isl_take isl_dim *set_dim);
570 These functions take a dimension specification for a B<set>
571 and return an identity relation between two such sets.
573 =item * Lexicographic order
575         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
576                 __isl_take isl_dim *set_dim);
577         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
578                 __isl_take isl_dim *set_dim);
579         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
580                 __isl_take isl_dim *set_dim);
581         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
582                 __isl_take isl_dim *set_dim);
584 These functions take a dimension specification for a B<set>
585 and return relations that express that the elements in the domain
586 are lexicographically less
587 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
588 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
589 than the elements in the range.
591 =back
593 A basic set or relation can be converted to a set or relation
594 using the following functions.
596         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
597                 __isl_take isl_basic_set *bset);
598         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
599                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
601 Sets and relations can be copied and freed again using the following
602 functions.
604         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
605                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
606         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
607         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
608                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
609         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
610         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
611         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
612         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
613         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
615 Other sets and relations can be constructed by starting
616 from a universe set or relation, adding equality and/or
617 inequality constraints and then projecting out the
618 existentially quantified variables, if any.
619 Constraints can be constructed, manipulated and
620 added to basic sets and relations using the following functions.
622         #include <isl_constraint.h>
623         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
624                 __isl_take isl_dim *dim);
625         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
626                 __isl_take isl_dim *dim);
627         void isl_constraint_set_constant(
628                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
629         void isl_constraint_set_coefficient(
630                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
631                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
632         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
633                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
634                 __isl_take isl_constraint *constraint);
635         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
636                 __isl_take isl_basic_set *bset,
637                 __isl_take isl_constraint *constraint);
639 For example, to create a set containing the even integers
640 between 10 and 42, you would use the following code.
642         isl_int v;
643         struct isl_dim *dim;
644         struct isl_constraint *c;
645         struct isl_basic_set *bset;
647         isl_int_init(v);
648         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
649         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
651         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
652         isl_int_set_si(v, -1);
653         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
654         isl_int_set_si(v, 2);
655         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
656         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
658         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
659         isl_int_set_si(v, -10);
660         isl_constraint_set_constant(c, v);
661         isl_int_set_si(v, 1);
662         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
663         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
665         c = isl_inequality_alloc(dim);
666         isl_int_set_si(v, 42);
667         isl_constraint_set_constant(c, v);
668         isl_int_set_si(v, -1);
669         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
670         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
672         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
674         isl_int_clear(v);
676 Or, alternatively,
678         struct isl_basic_set *bset;
679         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
680                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
682 =head2 Inspecting Sets and Relations
684 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
685 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
686 explained in the following sections.
687 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
688 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
689 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
690 an explicit representation of the existentially quantified variables.
692         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
693                 __isl_take isl_set *set);
694         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
695                 __isl_take isl_map *map);
697 This explicit representation defines the existentially quantified
698 variables as integer divisions of the other variables, possibly
699 including earlier existentially quantified variables.
700 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
701 has a unique value when the values of the other variables are known.
702 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
703 with the same explicit representations, should appear in the
704 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
705 either of the following functions.
707         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
708                 __isl_take isl_set *set);
709         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
710                 __isl_take isl_map *map);
712 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
714         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
715                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
716                 void *user);
717         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
718                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
719                 void *user);
721 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
722 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
723 occurs, the above functions will return -1.
725 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
726 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
727 If this is required, then the user should call one of
728 the following functions first.
730         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
731                 __isl_take isl_set *set);
732         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
733                 __isl_take isl_map *map);
735 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
737         #include <isl_constraint.h>
739         int isl_basic_map_foreach_constraint(
740                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
741                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
742                 void *user);
743         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
745 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
746 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
747 occurs, the above functions will return -1.
749 The coefficients of the constraints can be inspected using
750 the following functions.
752         void isl_constraint_get_constant(
753                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
754         void isl_constraint_get_coefficient(
755                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
756                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
758 The explicit representations of the existentially quantified
759 variables can be inspected using the following functions.
760 Note that the user is only allowed to use these functions
761 if the inspected set or map is the result of a call
762 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
764         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
765                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
766         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
767                 isl_int *v);
768         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
769                 isl_int *v);
770         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
771                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
773 =head2 Properties
775 =head3 Unary Properties
777 =over
779 =item * Emptiness
781 The following functions test whether the given set or relation
782 contains any integer points.  The ``fast'' variants do not perform
783 any computations, but simply check if the given set or relation
784 is already known to be empty.
786         int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
787         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
788         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
789         int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
790         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
791         int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
792         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
794 =item * Universality
796         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
797         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
798         int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
800 =back
802 =head3 Binary Properties
804 =over
806 =item * Equality
808         int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
809                 __isl_keep isl_set *set2);
810         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
811                 __isl_keep isl_set *set2);
812         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
813                 __isl_keep isl_map *map2);
814         int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
815                 __isl_keep isl_map *map2);
816         int isl_basic_map_is_equal(
817                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
818                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
820 =item * Disjointness
822         int isl_set_fast_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
823                 __isl_keep isl_set *set2);
825 =item * Subset
827         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
828                 __isl_keep isl_set *set2);
829         int isl_set_is_strict_subset(
830                 __isl_keep isl_set *set1,
831                 __isl_keep isl_set *set2);
832         int isl_basic_map_is_subset(
833                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
834                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
835         int isl_basic_map_is_strict_subset(
836                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
837                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
838         int isl_map_is_subset(
839                 __isl_keep isl_map *map1,
840                 __isl_keep isl_map *map2);
841         int isl_map_is_strict_subset(
842                 __isl_keep isl_map *map1,
843                 __isl_keep isl_map *map2);
845 =back
847 =head2 Unary Operations
849 =over
851 =item * Complement
853         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
854                 __isl_take isl_set *set);
856 =item * Projection
858         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
859                 __isl_take isl_basic_set *bset,
860                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
861         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
862                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
863                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
864         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
865                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
866         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
867                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
868         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
869                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
870         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
871                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
872         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
873                 __isl_take isl_map *bmap);
874         __isl_give isl_set *isl_map_range(
875                 __isl_take isl_map *map);
877 =item * Coalescing
879 Simplify the representation of a set or relation by trying
880 to combine pairs of basic sets or relations into a single
881 basic set or relation.
883         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
884         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
886 =item * Convex hull
888         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
889                 __isl_take isl_set *set);
890         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
891                 __isl_take isl_map *map);
893 If the input set or relation has any existentially quantified
894 variables, then the result of these operations is currently undefined.
896 =item * Simple hull
898         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
899                 __isl_take isl_set *set);
900         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
901                 __isl_take isl_map *map);
903 These functions compute a single basic set or relation
904 that contains the whole input set or relation.
905 In particular, the output is described by translates
906 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
908 =begin latex
910 (See \autoref{s:simple hull}.)
912 =end latex
914 =item * Affine hull
916         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
917                 __isl_take isl_basic_set *bset);
918         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
919                 __isl_take isl_set *set);
920         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
921                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
922         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
923                 __isl_take isl_map *map);
925 =item * Power
927         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
928                 unsigned param, int *exact);
930 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
931 The power I<k> is equated to the parameter at position C<param>.
932 The result may be an overapproximation.  If the result is exact,
933 then C<*exact> is set to C<1>.
934 The current implementation only produces exact results for particular
935 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
937 =item * Transitive closure
939         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
940                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
942 Compute the transitive closure of C<map>.
943 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
944 then C<*exact> is set to C<1>.
945 The current implementation only produces exact results for particular
946 cases of piecewise translations (i.e., piecewise uniform dependences).
948 =back
950 =head2 Binary Operations
952 The two arguments of a binary operation not only need to live
953 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
954 the same (number of) parameters.
956 =head3 Basic Operations
958 =over
960 =item * Intersection
962         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
963                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
964                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
965         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
966                 __isl_take isl_set *set1,
967                 __isl_take isl_set *set2);
968         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
969                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
970                 __isl_take isl_basic_set *bset);
971         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
972                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
973                 __isl_take isl_basic_set *bset);
974         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
975                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
976                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
977         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
978                 __isl_take isl_map *map,
979                 __isl_take isl_set *set);
980         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
981                 __isl_take isl_map *map,
982                 __isl_take isl_set *set);
983         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
984                 __isl_take isl_map *map1,
985                 __isl_take isl_map *map2);
987 =item * Union
989         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
990                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
991                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
992         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
993                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
994                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
995         __isl_give isl_set *isl_set_union(
996                 __isl_take isl_set *set1,
997                 __isl_take isl_set *set2);
998         __isl_give isl_map *isl_map_union(
999                 __isl_take isl_map *map1,
1000                 __isl_take isl_map *map2);
1002 =item * Set difference
1004         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1005                 __isl_take isl_set *set1,
1006                 __isl_take isl_set *set2);
1007         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1008                 __isl_take isl_map *map1,
1009                 __isl_take isl_map *map2);
1011 =item * Application
1013         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1014                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1015                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1016         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1017                 __isl_take isl_set *set,
1018                 __isl_take isl_map *map);
1019         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1020                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1021                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1022         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1023                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1024                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1025         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1026                 __isl_take isl_map *map1,
1027                 __isl_take isl_map *map2);
1028         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1029                 __isl_take isl_map *map1,
1030                 __isl_take isl_map *map2);
1032 =back
1034 =head3 Lexicographic Optimization
1036 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1037 the following functions
1038 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1039 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1040 that satisfy C<dom>.
1041 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1042 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1043 has no elements.
1044 In other words, the union of the parameter values
1045 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1046 is equal to C<dom>.
1048         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1049                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1050                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1051                 __isl_give isl_set **empty);
1052         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1053                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1054                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1055                 __isl_give isl_set **empty);
1056         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1057                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1058                 __isl_give isl_set **empty);
1059         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1060                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1061                 __isl_give isl_set **empty);
1063 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1064 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1065 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1067         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1068                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1069         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1070                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1071         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1072                 __isl_take isl_set *set);
1073         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1074                 __isl_take isl_set *set);
1076 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1077 the following functions
1078 compute a relation that maps each element of C<dom>
1079 to the single lexicographic minimum or maximum
1080 of the elements that are associated to that same
1081 element in C<map> (or C<bmap>).
1082 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1083 that contains the elements in C<dom> that do not map
1084 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1085 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1086 is equal to C<dom>.
1088         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1089                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1090                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1091                 __isl_give isl_set **empty);
1092         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1093                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1094                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1095                 __isl_give isl_set **empty);
1096         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1097                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1098                 __isl_give isl_set **empty);
1099         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1100                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1101                 __isl_give isl_set **empty);
1103 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1104 return a map mapping each element in the domain of
1105 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1106 of all elements associated to that element.
1108         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1109                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1110         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1111                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1112         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1113                 __isl_take isl_map *map);
1114         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1115                 __isl_take isl_map *map);
1117 =head2 Points
1119 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1120 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1121 individual elements of a set.
1122 The zero point (the origin) can be created using
1124         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1126 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1127 using
1129         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1130                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1131         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1132                 __isl_take isl_point *pnt,
1133                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1135         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1136                 __isl_take isl_point *pnt,
1137                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1138         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1139                 __isl_take isl_point *pnt,
1140                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1142 Points can be copied or freed using
1144         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1145                 __isl_keep isl_point *pnt);
1146         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1148 A singleton set can be created from a point using
1150         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1151                 __isl_take isl_point *pnt);
1153 and a box can be created from two opposite extremal points using
1155         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1156                 __isl_take isl_point *pnt1,
1157                 __isl_take isl_point *pnt2);
1159 All elements of a B<bounded> set can be enumerated using
1160 the following function.
1162         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1163                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1164                 void *user);
1166 The function C<fn> is called for each integer point in
1167 C<set> with as second argument the last argument of
1168 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
1169 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
1170 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
1171 enumerating and return C<-1> as well.
1172 If the enumeration is performed successfully and to completion,
1173 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
1175 To obtain a single point of a set, use
1177         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
1178                 __isl_take isl_set *set);
1180 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
1181 resulting point will be ``void'', a property that can be
1182 tested using
1184         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
1186 =head2 Piecewise Quasipolynomials
1188 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
1189 a parametric point to a rational value.
1190 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
1191 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
1192 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
1193 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
1194 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
1195 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
1196 that contains the point.  Outside of the union of cells,
1197 the value is assumed to be zero.
1198 For example, the piecewise quasipolynomial
1200         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
1202 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
1203 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
1204 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
1205 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
1206 the number of point in the map
1208         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
1210 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
1212 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
1213 using the following functions.
1215         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
1216                 __isl_take isl_printer *p,
1217                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1219         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
1220                 __isl_take isl_printer *p,
1221                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1223 The output format of the printer
1224 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
1226 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
1228 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
1229 More complicated quasipolynomials can be created by applying
1230 operations such as addition and multiplication
1231 on the resulting quasipolynomials
1233         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
1234                 __isl_take isl_dim *dim);
1235         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
1236                 __isl_take isl_dim *dim);
1237         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
1238                 __isl_take isl_dim *dim);
1239         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
1240                 __isl_take isl_dim *dim,
1241                 const isl_int n, const isl_int d);
1242         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
1243                 __isl_take isl_div *div);
1244         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
1245                 __isl_take isl_dim *dim,
1246                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1248 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
1249 with a single cell can be created using the following functions.
1250 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
1251 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
1253         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
1254                 __isl_take isl_dim *dim);
1255         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
1256                 __isl_take isl_set *set,
1257                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1259 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
1260 functions.
1262         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
1263                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
1264         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
1266         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
1267                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1268         void isl_pw_qpolynomial_free(
1269                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1271 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
1273 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
1274 use either of the following two functions
1276         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
1277                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1278                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1279                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1280                           void *user), void *user);
1281         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
1282                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1283                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
1284                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
1285                           void *user), void *user);
1287 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
1288 and C<-1> on failure.  The difference between
1289 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
1290 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
1291 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
1292 compute unique representations for all existentially quantified
1293 variables and then turn these existentially quantified variables
1294 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
1295 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
1296 will not have any existentially quantified variables, but that
1297 the dimensions of the sets may be different for different
1298 invocations of C<fn>.
1300 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
1303         int isl_qpolynomial_foreach_term(
1304                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1305                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
1306                           void *user), void *user);
1308 The terms themselves can be inspected and freed using
1309 these functions
1311         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
1312                 enum isl_dim_type type);
1313         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
1314                 isl_int *n);
1315         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
1316                 isl_int *d);
1317         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
1318                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1319         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
1320                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
1321         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
1323 Each term is a product of parameters, set variables and
1324 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
1325 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
1326 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
1327 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
1328 using C<isl_int_init> before calling these functions.
1330 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
1332 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
1333 use the following function.
1335         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
1336                 isl_int *n, isl_int *d);
1338 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
1339 then the numerator and denominator of the constant
1340 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
1342 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
1344         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
1345                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
1346         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
1347                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1348                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1349         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
1350                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
1351                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
1353         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
1354                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1355                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1356         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
1357                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1358                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1359         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
1360                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1361                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1362         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
1363                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1364         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
1365                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
1366                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
1368         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
1369                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
1370                 __isl_take isl_point *pnt);
1372         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
1373                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
1374         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
1375                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
1376                 __isl_take isl_set *set);
1378 =head2 Dependence Analysis
1380 C<isl> contains specialized functionality for performing
1381 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
1382 and a collection of possible I<source> access relations,
1383 C<isl> can compute relations that describe
1384 for each iteration of the sink access, which iteration
1385 of which of the source access relations was the last
1386 to access the same data element before the given iteration
1387 of the sink access.
1388 To compute standard flow dependences, the sink should be
1389 a read, while the sources should be writes.
1391         #include <isl_flow.h>
1393         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
1394                 __isl_take isl_map *sink,
1395                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
1396                 int max_source);
1397         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
1398                 __isl_take isl_access_info *acc,
1399                 __isl_take isl_map *source, void *source_user);
1401         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
1402                 __isl_take isl_access_info *acc);
1404         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
1405                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, void *dep_user,
1406                           void *user),
1407                 void *user);
1408         __isl_give isl_set *isl_flow_get_no_source(
1409                 __isl_keep isl_flow *deps);
1410         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
1412 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
1413 dependence analysis.  The other functions are used to construct
1414 the input for this function or to read off the output.
1416 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
1417 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
1418 The arguments to this functions are the sink access relation
1419 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
1420 access to the user, a callback function for specifying the
1421 relative order of source and sink accesses, and the number
1422 of source access relations that will be added.
1423 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
1424 The function is called with two user supplied tokens identifying
1425 either a source or the sink and it should return the shared nesting
1426 level and the relative order of the two accesses.
1427 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
1428 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
1429 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
1430 it should return I<2 * n>.
1431 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
1432 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
1433 The C<source_user> token is again used to identify
1434 the source access.  The range of the source access relation
1435 C<source> should have the same dimension as the range
1436 of the sink access relation.
1438 The result of the dependence analysis is collected in an
1439 C<isl_flow>.  There may be elements in the domain of
1440 the sink access for which no preceding source access could be
1441 find.  The set of these elements can be obtained through
1442 a call to C<isl_flow_get_no_source>.
1443 In the case of standard flow dependence analysis,
1444 this set corresponds to the reads from uninitialized
1445 array elements.
1446 The actual flow dependences can be extracted using
1447 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
1448 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
1449 a source and the sink.  The callback function is called
1450 with three arguments, the actual flow dependence relation
1451 mapping source iterations to sink iterations, a token
1452 identifying the source and an additional C<void *> with value
1453 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
1455 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
1456 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
1458 =head1 Applications
1460 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
1461 it also contains some basic applications that use some
1462 of the functionality of C<isl>.
1463 The input may be specified in either the L<isl format>
1464 or the L<PolyLib format>.
1466 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
1468 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
1469 an integer element of the polyhedron, if there is any.
1470 The first column in the output is the denominator and is always
1471 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
1472 then a vector of length zero is printed.
1474 =head2 C<isl_pip>
1476 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
1477 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
1478 on the parameters, a line contains only -1 and finally a set
1479 of constraints on a parametric polyhedron.
1480 The coefficients of the parameters appear in the last columns
1481 (but before the final constant column).
1482 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
1483 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
1484 is just a dump of the internal state.
1486 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
1488 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
1489 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
1490 If an affine objective function
1491 is given, then the constant should appear in the last column.
1493 =head2 C<isl_polytope_scan>
1495 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
1496 all integer points in the polytope.
1498 =head1 C<isl-polylib>
1500 The C<isl-polylib> library provides the following functions for converting
1501 between C<isl> objects and C<PolyLib> objects.
1502 The library is distributed separately for licensing reasons.
1504         #include <isl_set_polylib.h>
1505         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_new_from_polylib(
1506                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
1507         Polyhedron *isl_basic_set_to_polylib(
1508                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1509         __isl_give isl_set *isl_set_new_from_polylib(Polyhedron *D,
1510                 __isl_take isl_dim *dim);
1511         Polyhedron *isl_set_to_polylib(__isl_keep isl_set *set);
1513         #include <isl_map_polylib.h>
1514         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_new_from_polylib(
1515                 Polyhedron *P, __isl_take isl_dim *dim);
1516         __isl_give isl_map *isl_map_new_from_polylib(Polyhedron *D,
1517                 __isl_take isl_dim *dim);
1518         Polyhedron *isl_basic_map_to_polylib(
1519                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1520         Polyhedron *isl_map_to_polylib(__isl_keep isl_map *map);