add isl_constraint_involves_dims
[isl.git] / doc / user.pod
blobd8f1be43cfb390554dcd159bec1e15c680193ccd
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head3 Changes since isl-0.06
84 =over
86 =item * The format of C<isl_printer_print_qpolynomial>'s
87 C<ISL_FORMAT_ISL> output has changed.
88 Use C<ISL_FORMAT_C> to obtain the old output.
90 =back
92 =head1 Installation
94 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
95 or from the git repository.  Both are available from
96 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
97 The installation process depends on how you obtained
98 the source.
100 =head2 Installation from the git repository
102 =over
104 =item 1 Clone or update the repository
106 The first time the source is obtained, you need to clone
107 the repository.
109         git clone git://repo.or.cz/isl.git
111 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
113         git pull
115 =item 2 Generate C<configure>
117         ./autogen.sh
119 =back
121 After performing the above steps, continue
122 with the L<Common installation instructions>.
124 =head2 Common installation instructions
126 =over
128 =item 1 Obtain C<GMP>
130 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
131 Your distribution may not provide these header files by default
132 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
133 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
134 source, available from L<http://gmplib.org/>.
136 =item 2 Configure
138 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
139 To run it, just type
141         ./configure
143 optionally followed by some configure options.
144 A complete list of options can be obtained by running
146         ./configure --help
148 Below we discuss some of the more common options.
150 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
151 C<piplib> functionality is currently used by default.
152 The C<--with-piplib> option can
153 be used to specify which C<piplib>
154 library to use, either an installed version (C<system>),
155 an externally built version (C<build>)
156 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
157 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
158 and C<piplib>.
160 =over
162 =item C<--prefix>
164 Installation prefix for C<isl>
166 =item C<--with-gmp-prefix>
168 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
170 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
172 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
174 =item C<--with-piplib>
176 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
178 =item C<--with-piplib-prefix>
180 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
182 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
184 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
186 =item C<--with-piplib-builddir>
188 Location where C<build> C<piplib> was built.
190 =back
192 =item 3 Compile
194         make
196 =item 4 Install (optional)
198         make install
200 =back
202 =head1 Library
204 =head2 Initialization
206 All manipulations of integer sets and relations occur within
207 the context of an C<isl_ctx>.
208 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
209 All arguments of a function are required to have been allocated
210 within the same context.
211 There are currently no functions available for moving an object
212 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
213 there is currently no way of safely moving an object from one
214 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
216 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
217 freed using C<isl_ctx_free>.
218 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
219 before the C<isl_ctx> itself is freed.
221         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
222         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
224 =head2 Integers
226 All operations on integers, mainly the coefficients
227 of the constraints describing the sets and relations,
228 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
229 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
230 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
231 are wrapped inside C<isl> specific macros.
232 The basic type is C<isl_int> and the operations below
233 are available on this type.
234 The meanings of these operations are essentially the same
235 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
236 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
237 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
238 and they need to be released with C<isl_int_clear>
239 after the last use.
240 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
241 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
242 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
243 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
245 =over
247 =item isl_int_init(i)
249 =item isl_int_clear(i)
251 =item isl_int_set(r,i)
253 =item isl_int_set_si(r,i)
255 =item isl_int_set_gmp(r,g)
257 =item isl_int_get_gmp(i,g)
259 =item isl_int_abs(r,i)
261 =item isl_int_neg(r,i)
263 =item isl_int_swap(i,j)
265 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
267 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
271 =item isl_int_add(r,i,j)
273 =item isl_int_sub(r,i,j)
275 =item isl_int_mul(r,i,j)
277 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
279 =item isl_int_addmul(r,i,j)
281 =item isl_int_submul(r,i,j)
283 =item isl_int_gcd(r,i,j)
285 =item isl_int_lcm(r,i,j)
287 =item isl_int_divexact(r,i,j)
289 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
291 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
293 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
295 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
297 =item isl_int_read(r,s)
299 =item isl_int_print(out,i,width)
301 =item isl_int_sgn(i)
303 =item isl_int_cmp(i,j)
305 =item isl_int_cmp_si(i,si)
307 =item isl_int_eq(i,j)
309 =item isl_int_ne(i,j)
311 =item isl_int_lt(i,j)
313 =item isl_int_le(i,j)
315 =item isl_int_gt(i,j)
317 =item isl_int_ge(i,j)
319 =item isl_int_abs_eq(i,j)
321 =item isl_int_abs_ne(i,j)
323 =item isl_int_abs_lt(i,j)
325 =item isl_int_abs_gt(i,j)
327 =item isl_int_abs_ge(i,j)
329 =item isl_int_is_zero(i)
331 =item isl_int_is_one(i)
333 =item isl_int_is_negone(i)
335 =item isl_int_is_pos(i)
337 =item isl_int_is_neg(i)
339 =item isl_int_is_nonpos(i)
341 =item isl_int_is_nonneg(i)
343 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
345 =back
347 =head2 Sets and Relations
349 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
350 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
351 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
352 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
353 can be described as a conjunction of affine constraints, while
354 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
355 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
356 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
357 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
358 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
359 where dimensions with different space names
360 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
361 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
362 one set of variables, while relations have two sets of variables,
363 input variables and output variables.
365 =head2 Memory Management
367 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
368 several substeps and since the user is usually not interested in
369 the intermediate results, most functions that return a new object
370 will also release all the objects passed as arguments.
371 If the user still wants to use one or more of these arguments
372 after the function call, she should pass along a copy of the
373 object rather than the object itself.
374 The user is then responsible for making sure that the original
375 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
377 The arguments and return values of all documents functions are
378 annotated to make clear which arguments are released and which
379 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
380 are used
382 =over
384 =item C<__isl_give>
386 C<__isl_give> means that a new object is returned.
387 The user should make sure that the returned pointer is
388 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
389 In between, it can be used as a value for as many
390 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
391 There is one exception, and that is the case where the
392 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
393 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
395 =item C<__isl_take>
397 C<__isl_take> means that the object the argument points to
398 is taken over by the function and may no longer be used
399 by the user as an argument to any other function.
400 The pointer value must be one returned by a function
401 returning an C<__isl_give> pointer.
402 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
403 be treated as an error in the sense that the function will
404 not perform its usual operation.  However, it will still
405 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
406 are released.
408 =item C<__isl_keep>
410 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
411 temporarily.  After the function has finished, the user
412 can still use it as an argument to other functions.
413 A C<NULL> value will be treated in the same way as
414 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
416 =back
418 =head2 Dimension Specifications
420 Whenever a new set or relation is created from scratch,
421 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
423         #include <isl/dim.h>
424         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
425                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
426         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
427                 unsigned nparam, unsigned dim);
428         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
429         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
430         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
431                 enum isl_dim_type type);
433 The dimension specification used for creating a set
434 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
435 that for creating a relation
436 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
437 C<isl_dim_size> can be used
438 to find out the number of dimensions of each type in
439 a dimension specification, where type may be
440 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
441 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
442 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
444 It is often useful to create objects that live in the
445 same space as some other object.  This can be accomplished
446 by creating the new objects
447 (see L<Creating New Sets and Relations> or
448 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
449 specification of the original object.
451         #include <isl/set.h>
452         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
453                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
454         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
456         #include <isl/union_set.h>
457         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
458                 __isl_keep isl_union_set *uset);
460         #include <isl/map.h>
461         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
462                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
463         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
465         #include <isl/union_map.h>
466         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
467                 __isl_keep isl_union_map *umap);
469         #include <isl/constraint.h>
470         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
471                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
473         #include <isl/polynomial.h>
474         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
475                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
476         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
477                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
478         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
479                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
480         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
481                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
483 The names of the individual dimensions may be set or read off
484 using the following functions.
486         #include <isl/dim.h>
487         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
488                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
489                                  __isl_keep const char *name);
490         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
491                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
493 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
494 data structure, so the result can only be used while the
495 corresponding C<isl_dim> is alive.
496 Also note that every function that operates on two sets or relations
497 requires that both arguments have the same parameters.  This also
498 means that if one of the arguments has named parameters, then the
499 other needs to have named parameters too and the names need to match.
500 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
501 have different parameters (as long as they are named), in which case
502 the result will have as parameters the union of the parameters of
503 the arguments.
505 The names of entire spaces may be set or read off
506 using the following functions.
508         #include <isl/dim.h>
509         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
510                 __isl_take isl_dim *dim,
511                 enum isl_dim_type type, const char *s);
512         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
513                 enum isl_dim_type type);
515 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
516 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
517 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
518 data structure.
519 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
520 to have the same name.
522 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
523 the domain or range of a relation can be a nested relation.
524 The following functions can be used to construct and deconstruct
525 such nested dimension specifications.
527         #include <isl/dim.h>
528         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
529         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
530         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
532 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
533 be the dimension specification of a set, while that of
534 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
535 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
536 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
537 of a set.
539 Dimension specifications can be created from other dimension
540 specifications using the following functions.
542         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
544         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
546         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
548                 __isl_take isl_dim *right);
549         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
550                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
551         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
552                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
553         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
554                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
555         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
556                 __isl_take isl_dim *dim);
557         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
559 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
560 the name and the internal structure are lost.
562 =head2 Input and Output
564 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
565 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
566 in some cases.
568 =head3 C<isl> format
570 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
571 syntax for describing the parameters and allows for the definition
572 of an existentially quantified variable as the integer division
573 of an affine expression.
574 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
575 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
577         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
578                                 i - 10 a <= 6) }
580 A set or relation can have several disjuncts, separated
581 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
582 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
583 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
584 C<and>.
586 =head3 C<PolyLib> format
588 If the represented set is a union, then the first line
589 contains a single number representing the number of disjuncts.
590 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
592 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
593 The first line contains two numbers representing
594 the number of rows and columns,
595 where the number of rows is equal to the number of constraints
596 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
597 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
598 In each row, the first column indicates whether the constraint
599 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
600 corresponds to the constant term.
602 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
603 appear in the last columns before the constant column.
604 The coefficients of any existentially quantified variables appear
605 between those of the set variables and those of the parameters.
607 =head3 Extended C<PolyLib> format
609 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
610 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
611 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
612 also contains four additional numbers:
613 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
614 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
615 quantified variables) and the number of parameters.
616 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
617 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
618 dimensions is zero.
620 =head3 Input
622         #include <isl/set.h>
623         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
624                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
626                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
627         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
628                 FILE *input, int nparam);
629         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
630                 const char *str, int nparam);
632         #include <isl/map.h>
633         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
634                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
635         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
636                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
637         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
638                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
639         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
640                 const char *str, int nparam);
642         #include <isl/union_set.h>
643         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
644                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
645         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
646                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
648         #include <isl/union_map.h>
649         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
650                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
651         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
652                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
654 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
655 or the C<isl> format.
656 C<nparam> specifies how many of the final columns in
657 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
658 If input is given in the C<isl> format, then the number
659 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
660 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
661 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
662 are assumed in the C<PolyLib> format.
664 =head3 Output
666 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
667 be created.
669         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
670                 FILE *file);
671         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
672         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
673         __isl_give char *isl_printer_get_str(
674                 __isl_keep isl_printer *printer);
676 The behavior of the printer can be modified in various ways
678         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
679                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
680         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
681                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
682         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
683                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
684         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
685                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
687 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
688 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
689 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
690 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
691 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
692 In the C<PolyLib> format output,
693 the coefficients of the existentially quantified variables
694 appear between those of the set variables and those
695 of the parameters.
697 To actually print something, use
699         #include <isl/set.h>
700         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
701                 __isl_take isl_printer *printer,
702                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
703         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
704                 __isl_take isl_printer *printer,
705                 __isl_keep isl_set *set);
707         #include <isl/map.h>
708         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
709                 __isl_take isl_printer *printer,
710                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
711         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
712                 __isl_take isl_printer *printer,
713                 __isl_keep isl_map *map);
715         #include <isl/union_set.h>
716         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
717                 __isl_take isl_printer *p,
718                 __isl_keep isl_union_set *uset);
720         #include <isl/union_map.h>
721         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
722                 __isl_take isl_printer *p,
723                 __isl_keep isl_union_map *umap);
725 When called on a file printer, the following function flushes
726 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
728         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
729                 __isl_take isl_printer *p);
731 =head2 Creating New Sets and Relations
733 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
735 =over
737 =item * Empty sets and relations
739         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
740                 __isl_take isl_dim *dim);
741         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
742                 __isl_take isl_dim *dim);
743         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
744                 __isl_take isl_dim *dim);
745         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
746                 __isl_take isl_dim *dim);
747         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
752 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
753 is only used to specify the parameters.
755 =item * Universe sets and relations
757         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
758                 __isl_take isl_dim *dim);
759         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
760                 __isl_take isl_dim *dim);
761         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
762                 __isl_take isl_dim *dim);
763         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
764                 __isl_take isl_dim *dim);
765         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
766                 __isl_take isl_union_set *uset);
767         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
768                 __isl_take isl_union_map *umap);
770 The sets and relations constructed by the functions above
771 contain all integer values, while those constructed by the
772 functions below only contain non-negative values.
774         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
775                 __isl_take isl_dim *dim);
776         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
777                 __isl_take isl_dim *dim);
778         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
779                 __isl_take isl_dim *dim);
780         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
781                 __isl_take isl_dim *dim);
783 =item * Identity relations
785         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
786                 __isl_take isl_dim *dim);
787         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
788                 __isl_take isl_dim *dim);
790 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
791 to be the same.
793 =item * Lexicographic order
795         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
796                 __isl_take isl_dim *set_dim);
797         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
798                 __isl_take isl_dim *set_dim);
799         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
800                 __isl_take isl_dim *set_dim);
801         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
802                 __isl_take isl_dim *set_dim);
803         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
804                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
805         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
806                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
807         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
808                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
809         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
810                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
812 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
813 and return relations that express that the elements in the domain
814 are lexicographically less
815 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
816 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
817 than the elements in the range.
818 The last four functions take a dimension specification for a map
819 and return relations that express that the first C<n> dimensions
820 in the domain are lexicographically less
821 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
822 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
823 than the first C<n> dimensions in the range.
825 =back
827 A basic set or relation can be converted to a set or relation
828 using the following functions.
830         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
831                 __isl_take isl_basic_set *bset);
832         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
833                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
835 Sets and relations can be converted to union sets and relations
836 using the following functions.
838         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
839                 __isl_take isl_map *map);
840         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
841                 __isl_take isl_set *set);
843 Sets and relations can be copied and freed again using the following
844 functions.
846         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
847                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
848         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
849         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
850                 __isl_keep isl_union_set *uset);
851         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
852                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
853         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
854         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
855                 __isl_keep isl_union_map *umap);
856         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
857         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
858         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
859         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
860         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
861         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
863 Other sets and relations can be constructed by starting
864 from a universe set or relation, adding equality and/or
865 inequality constraints and then projecting out the
866 existentially quantified variables, if any.
867 Constraints can be constructed, manipulated and
868 added to basic sets and relations using the following functions.
870         #include <isl/constraint.h>
871         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
872                 __isl_take isl_dim *dim);
873         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
874                 __isl_take isl_dim *dim);
875         void isl_constraint_set_constant(
876                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
877         void isl_constraint_set_coefficient(
878                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
879                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
880         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
881                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
882                 __isl_take isl_constraint *constraint);
883         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
884                 __isl_take isl_basic_set *bset,
885                 __isl_take isl_constraint *constraint);
887 For example, to create a set containing the even integers
888 between 10 and 42, you would use the following code.
890         isl_int v;
891         struct isl_dim *dim;
892         struct isl_constraint *c;
893         struct isl_basic_set *bset;
895         isl_int_init(v);
896         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
897         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
899         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
900         isl_int_set_si(v, -1);
901         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
902         isl_int_set_si(v, 2);
903         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
904         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
906         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
907         isl_int_set_si(v, -10);
908         isl_constraint_set_constant(c, v);
909         isl_int_set_si(v, 1);
910         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
911         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
913         c = isl_inequality_alloc(dim);
914         isl_int_set_si(v, 42);
915         isl_constraint_set_constant(c, v);
916         isl_int_set_si(v, -1);
917         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
918         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
920         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
922         isl_int_clear(v);
924 Or, alternatively,
926         struct isl_basic_set *bset;
927         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
928                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
930 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
931 describing the equalities and the inequalities.
933         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
934                 __isl_take isl_dim *dim,
935                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
936                 enum isl_dim_type c1,
937                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
938                 enum isl_dim_type c4);
939         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
940                 __isl_take isl_dim *dim,
941                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
942                 enum isl_dim_type c1,
943                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
944                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
946 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
947 different kinds of variables appear in the input matrices
948 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
949 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
950 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
951 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
953 =head2 Inspecting Sets and Relations
955 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
956 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
957 explained in the following sections.
958 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
959 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
960 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
961 an explicit representation of the existentially quantified variables.
963         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
964                 __isl_take isl_set *set);
965         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
966                 __isl_take isl_map *map);
967         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
968                 __isl_take isl_union_set *uset);
969         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
970                 __isl_take isl_union_map *umap);
972 This explicit representation defines the existentially quantified
973 variables as integer divisions of the other variables, possibly
974 including earlier existentially quantified variables.
975 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
976 has a unique value when the values of the other variables are known.
977 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
978 with the same explicit representations, should appear in the
979 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
980 either of the following functions.
982         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
983                 __isl_take isl_set *set);
984         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
985                 __isl_take isl_map *map);
987 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
988 using the following functions, which compute an overapproximation.
990         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
991                 __isl_take isl_basic_set *bset);
992         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
993                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
994         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
995                 __isl_take isl_set *set);
996         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
997                 __isl_take isl_map *map);
999 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1001         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1002                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1003                 void *user);
1004         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1005                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1006                 void *user);
1008 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1009 from
1011         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1012         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1014 To extract the set or map from a union with a given dimension
1015 specification, use
1017         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1018                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1019                 __isl_take isl_dim *dim);
1020         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1021                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1022                 __isl_take isl_dim *dim);
1024 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1026         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1027                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1028                 void *user);
1029         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1030                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1031                 void *user);
1033 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1034 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1035 occurs, the above functions will return -1.
1037 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1038 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1039 If this is required, then the user should call one of
1040 the following functions first.
1042         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1043                 __isl_take isl_set *set);
1044         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1045                 __isl_take isl_map *map);
1047 The number of basic sets in a set can be obtained
1048 from
1050         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1052 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1054         #include <isl/constraint.h>
1056         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1057                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1058                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1059                 void *user);
1060         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1062 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1063 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1064 occurs, the above functions will return -1.
1065 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1066 Use the following function to find out whether a constraint
1067 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1069         int isl_constraint_is_equality(
1070                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1072 The coefficients of the constraints can be inspected using
1073 the following functions.
1075         void isl_constraint_get_constant(
1076                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1077         void isl_constraint_get_coefficient(
1078                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1079                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1080         int isl_constraint_involves_dims(
1081                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1082                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1084 The explicit representations of the existentially quantified
1085 variables can be inspected using the following functions.
1086 Note that the user is only allowed to use these functions
1087 if the inspected set or map is the result of a call
1088 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1090         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1091                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1092         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1093         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1094                 isl_int *v);
1095         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1096                 isl_int *v);
1097         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1098                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1100 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1101 form, use the following functions.
1103         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1104                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1105                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1106                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1107         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1108                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1109                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1110                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1111         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1112                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1113                 enum isl_dim_type c1,
1114                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1115                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1116         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1117                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1118                 enum isl_dim_type c1,
1119                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1120                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1122 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1123 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1124 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1125 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1127 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1128 read off using the following functions.
1130         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1131                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1132         const char *isl_set_get_tuple_name(
1133                 __isl_keep isl_set *set);
1134         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1135                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1136                 enum isl_dim_type type);
1137         const char *isl_map_get_tuple_name(
1138                 __isl_keep isl_map *map,
1139                 enum isl_dim_type type);
1141 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1142 an internal data structure.
1143 The names of individual dimensions can be read off using
1144 the following functions.
1146         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1147                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1148                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1149         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1150                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1151                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1152         const char *isl_set_get_dim_name(
1153                 __isl_keep isl_set *set,
1154                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1155         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1156                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1157                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1158         const char *isl_map_get_dim_name(
1159                 __isl_keep isl_map *map,
1160                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1162 These functions are mostly useful to obtain the names
1163 of the parameters.
1165 =head2 Properties
1167 =head3 Unary Properties
1169 =over
1171 =item * Emptiness
1173 The following functions test whether the given set or relation
1174 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1175 any computations, but simply check if the given set or relation
1176 is already known to be empty.
1178         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1179         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1180         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1181         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1182         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1183         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1184         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1185         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1186         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1187         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1189 =item * Universality
1191         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1192         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1193         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1195 =item * Single-valuedness
1197         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1198         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1200 =item * Injectivity
1202         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1203         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1204         int isl_union_map_plain_is_injective(
1205                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1206         int isl_union_map_is_injective(
1207                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1209 =item * Bijectivity
1211         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1212         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1214 =item * Wrapping
1216 The following functions check whether the domain of the given
1217 (basic) set is a wrapped relation.
1219         int isl_basic_set_is_wrapping(
1220                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1221         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1223 =item * Internal Product
1225         int isl_basic_map_can_zip(
1226                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1227         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1229 Check whether the product of domain and range of the given relation
1230 can be computed,
1231 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1233 =back
1235 =head3 Binary Properties
1237 =over
1239 =item * Equality
1241         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1242                 __isl_keep isl_set *set2);
1243         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1244                 __isl_keep isl_set *set2);
1245         int isl_union_set_is_equal(
1246                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1247                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1248         int isl_basic_map_is_equal(
1249                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1250                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1251         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1252                 __isl_keep isl_map *map2);
1253         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1254                 __isl_keep isl_map *map2);
1255         int isl_union_map_is_equal(
1256                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1257                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1259 =item * Disjointness
1261         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1262                 __isl_keep isl_set *set2);
1264 =item * Subset
1266         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1267                 __isl_keep isl_set *set2);
1268         int isl_set_is_strict_subset(
1269                 __isl_keep isl_set *set1,
1270                 __isl_keep isl_set *set2);
1271         int isl_union_set_is_subset(
1272                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1273                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1274         int isl_union_set_is_strict_subset(
1275                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1276                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1277         int isl_basic_map_is_subset(
1278                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1279                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1280         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1281                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1282                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1283         int isl_map_is_subset(
1284                 __isl_keep isl_map *map1,
1285                 __isl_keep isl_map *map2);
1286         int isl_map_is_strict_subset(
1287                 __isl_keep isl_map *map1,
1288                 __isl_keep isl_map *map2);
1289         int isl_union_map_is_subset(
1290                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1291                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1292         int isl_union_map_is_strict_subset(
1293                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1294                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1296 =back
1298 =head2 Unary Operations
1300 =over
1302 =item * Complement
1304         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1305                 __isl_take isl_set *set);
1307 =item * Inverse map
1309         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1310                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1311         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1312                 __isl_take isl_map *map);
1313         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1314                 __isl_take isl_union_map *umap);
1316 =item * Projection
1318         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1319                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1320                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1321         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1322                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1323                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1324         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1325                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1326         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1327                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1328         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1329                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1330         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1331                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1332         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1333                 __isl_take isl_map *bmap);
1334         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1335                 __isl_take isl_map *map);
1336         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1337                 __isl_take isl_union_map *umap);
1338         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1339                 __isl_take isl_union_map *umap);
1341         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1342                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1343         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1344                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1345         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1346         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1347         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1348                 __isl_take isl_union_map *umap);
1349         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1350                 __isl_take isl_union_map *umap);
1352 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1353 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1355 =item * Elimination
1357         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1358                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1359                 unsigned first, unsigned n);
1361 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1362 without removing the dimensions.
1364 =item * Identity
1366         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1367                 __isl_take isl_set *set);
1368         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1369                 __isl_take isl_union_set *uset);
1371 Construct an identity relation on the given (union) set.
1373 =item * Deltas
1375         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1376                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1377         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1378         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1379                 __isl_take isl_union_map *umap);
1381 These functions return a (basic) set containing the differences
1382 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1384         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1385                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1386         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1387                 __isl_take isl_map *map);
1388         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1389                 __isl_take isl_union_map *umap);
1391 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1392 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1394 =item * Coalescing
1396 Simplify the representation of a set or relation by trying
1397 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1398 basic set or relation.
1400         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1401         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1402         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1403                 __isl_take isl_union_set *uset);
1404         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1405                 __isl_take isl_union_map *umap);
1407 =item * Detecting equalities
1409         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1410                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1411         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1412                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1413         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1414                 __isl_take isl_set *set);
1415         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1416                 __isl_take isl_map *map);
1417         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1418                 __isl_take isl_union_set *uset);
1419         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1420                 __isl_take isl_union_map *umap);
1422 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1423 equalities.
1425 =item * Removing redundant constraints
1427         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1428                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1429         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1430                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1432 =item * Convex hull
1434         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1435                 __isl_take isl_set *set);
1436         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1437                 __isl_take isl_map *map);
1439 If the input set or relation has any existentially quantified
1440 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1442 =item * Simple hull
1444         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1445                 __isl_take isl_set *set);
1446         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1447                 __isl_take isl_map *map);
1448         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1449                 __isl_take isl_union_map *umap);
1451 These functions compute a single basic set or relation
1452 that contains the whole input set or relation.
1453 In particular, the output is described by translates
1454 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1456 =begin latex
1458 (See \autoref{s:simple hull}.)
1460 =end latex
1462 =item * Affine hull
1464         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1465                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1466         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1467                 __isl_take isl_set *set);
1468         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1469                 __isl_take isl_union_set *uset);
1470         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1471                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1472         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1473                 __isl_take isl_map *map);
1474         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1475                 __isl_take isl_union_map *umap);
1477 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1478 per space.
1480 =item * Polyhedral hull
1482         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1483                 __isl_take isl_set *set);
1484         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1485                 __isl_take isl_map *map);
1486         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1487                 __isl_take isl_union_set *uset);
1488         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1489                 __isl_take isl_union_map *umap);
1491 These functions compute a single basic set or relation
1492 not involving any existentially quantified variables
1493 that contains the whole input set or relation.
1494 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1495 per space.
1497 =item * Dual
1499 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1500 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1501 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1502 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1503 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1504 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1505 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1506 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1507 in future.  In particular, future implementations may use different
1508 dualization algorithms or skip the elimination step.
1510         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1511                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1512         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1513                 __isl_take isl_set *set);
1514         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1515                 __isl_take isl_union_set *bset);
1516         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1517                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1518         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1519                 __isl_take isl_set *set);
1520         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1521                 __isl_take isl_union_set *bset);
1523 =item * Power
1525         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1526                 int *exact);
1527         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1528                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1530 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1531 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1532 I<k>th power of C<map>.
1533 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1534 then C<*exact> is set to C<1>.
1536 =item * Transitive closure
1538         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1539                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1540         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1541                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1543 Compute the transitive closure of C<map>.
1544 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1545 then C<*exact> is set to C<1>.
1547 =item * Reaching path lengths
1549         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1550                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1552 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1553 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1554 end up in the given element.
1555 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1556 then C<*exact> is set to C<1>.
1557 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1558 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1559 In particular, if the input relation is a dependence relation
1560 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1561 to the free schedule.
1562 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1563 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1564 the overapproximation), then you will get an error message.
1566 =item * Wrapping
1568         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1569                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1570         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1571                 __isl_take isl_map *map);
1572         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1573                 __isl_take isl_union_map *umap);
1574         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1575                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1576         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1577                 __isl_take isl_set *set);
1578         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1579                 __isl_take isl_union_set *uset);
1581 =item * Flattening
1583 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1584 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1585 then the name of the space is also removed.
1587         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1588                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1589         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1590                 __isl_take isl_set *set);
1591         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1592                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1593         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1594                 __isl_take isl_map *map);
1596         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1597                 __isl_take isl_set *set);
1599 The function above constructs a relation
1600 that maps the input set to a flattened version of the set.
1602 =item * Lifting
1604 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1605 to the existentially quantified variables in the input.
1606 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1607 is the original space and the range corresponds to the original
1608 existentially quantified variables.
1610         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1611                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1612         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1613                 __isl_take isl_set *set);
1614         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1615                 __isl_take isl_union_set *uset);
1617 =item * Internal Product
1619         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1620                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1621         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1622                 __isl_take isl_map *map);
1623         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1624                 __isl_take isl_union_map *umap);
1626 Given a relation with nested relations for domain and range,
1627 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1629 =item * Aligning parameters
1631         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1632                 __isl_take isl_set *set,
1633                 __isl_take isl_dim *model);
1634         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
1635                 __isl_take isl_map *map,
1636                 __isl_take isl_dim *model);
1638 Change the order of the parameters of the given set or relation
1639 such that the first parameters match those of C<model>.
1640 This may involve the introduction of extra parameters.
1641 All parameters need to be named.
1643 =item * Dimension manipulation
1645         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1646                 __isl_take isl_set *set,
1647                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1648         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1649                 __isl_take isl_map *map,
1650                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1652 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1653 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1654 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1655 to add new parameters, assuming
1656 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
1657 are not sufficient.
1659 =back
1661 =head2 Binary Operations
1663 The two arguments of a binary operation not only need to live
1664 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1665 the same (number of) parameters.
1667 =head3 Basic Operations
1669 =over
1671 =item * Intersection
1673         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1674                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1675                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1676         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1677                 __isl_take isl_set *set1,
1678                 __isl_take isl_set *set2);
1679         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1680                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1681                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1682         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1683                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1684                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1685         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1686                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1687                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1688         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1689                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1690                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1691         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1692                 __isl_take isl_map *map,
1693                 __isl_take isl_set *set);
1694         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1695                 __isl_take isl_map *map,
1696                 __isl_take isl_set *set);
1697         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1698                 __isl_take isl_map *map1,
1699                 __isl_take isl_map *map2);
1700         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1701                 __isl_take isl_union_map *umap,
1702                 __isl_take isl_union_set *uset);
1703         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1704                 __isl_take isl_union_map *umap,
1705                 __isl_take isl_union_set *uset);
1706         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1707                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1708                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1710 =item * Union
1712         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1713                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1714                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1715         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1716                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1717                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1718         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1719                 __isl_take isl_set *set1,
1720                 __isl_take isl_set *set2);
1721         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1722                 __isl_take isl_map *map1,
1723                 __isl_take isl_map *map2);
1724         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1725                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1726                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1727         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1728                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1729                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1731 =item * Set difference
1733         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1734                 __isl_take isl_set *set1,
1735                 __isl_take isl_set *set2);
1736         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1737                 __isl_take isl_map *map1,
1738                 __isl_take isl_map *map2);
1739         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1740                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1741                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1742         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1743                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1744                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1746 =item * Application
1748         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1749                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1750                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1751         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1752                 __isl_take isl_set *set,
1753                 __isl_take isl_map *map);
1754         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1755                 __isl_take isl_union_set *uset,
1756                 __isl_take isl_union_map *umap);
1757         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1758                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1759                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1760         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1761                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1762                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1763         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1764                 __isl_take isl_map *map1,
1765                 __isl_take isl_map *map2);
1766         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1767                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1768                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1769         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1770                 __isl_take isl_map *map1,
1771                 __isl_take isl_map *map2);
1772         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1773                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1774                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1776 =item * Cartesian Product
1778         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1779                 __isl_take isl_set *set1,
1780                 __isl_take isl_set *set2);
1781         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1782                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1783                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1784         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1785                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1786                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1787         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1788                 __isl_take isl_map *map1,
1789                 __isl_take isl_map *map2);
1790         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1791                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1792                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1793         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1794                 __isl_take isl_map *map1,
1795                 __isl_take isl_map *map2);
1796         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1797                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1798                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1800 The above functions compute the cross product of the given
1801 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1802 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1803 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1804 instead.
1806         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1807                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1808                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1809         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1810                 __isl_take isl_set *set1,
1811                 __isl_take isl_set *set2);
1812         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1813                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1814                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1815         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1816                 __isl_take isl_map *map1,
1817                 __isl_take isl_map *map2);
1819 =item * Simplification
1821         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1822                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1823                 __isl_take isl_basic_set *context);
1824         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1825                 __isl_take isl_set *context);
1826         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1827                 __isl_take isl_union_set *uset,
1828                 __isl_take isl_union_set *context);
1829         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1830                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1831                 __isl_take isl_basic_map *context);
1832         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1833                 __isl_take isl_map *context);
1834         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1835                 __isl_take isl_union_map *umap,
1836                 __isl_take isl_union_map *context);
1838 The gist operation returns a set or relation that has the
1839 same intersection with the context as the input set or relation.
1840 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1841 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1842 are removed.
1843 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1844 per space.
1846 =back
1848 =head3 Lexicographic Optimization
1850 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1851 the following functions
1852 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1853 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1854 that satisfy C<dom>.
1855 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1856 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1857 has no elements.
1858 In other words, the union of the parameter values
1859 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1860 is equal to C<dom>.
1862         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1863                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1864                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1865                 __isl_give isl_set **empty);
1866         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1867                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1868                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1869                 __isl_give isl_set **empty);
1870         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1871                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1872                 __isl_give isl_set **empty);
1873         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1874                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1875                 __isl_give isl_set **empty);
1877 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1878 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1879 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1880 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1882         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1883                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1884         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1885                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1886         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1887                 __isl_take isl_set *set);
1888         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1889                 __isl_take isl_set *set);
1890         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1891                 __isl_take isl_union_set *uset);
1892         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1893                 __isl_take isl_union_set *uset);
1895 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1896 the following functions
1897 compute a relation that maps each element of C<dom>
1898 to the single lexicographic minimum or maximum
1899 of the elements that are associated to that same
1900 element in C<map> (or C<bmap>).
1901 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1902 that contains the elements in C<dom> that do not map
1903 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1904 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1905 is equal to C<dom>.
1907         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1908                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1909                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1910                 __isl_give isl_set **empty);
1911         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1912                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1913                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1914                 __isl_give isl_set **empty);
1915         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1916                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1917                 __isl_give isl_set **empty);
1918         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1919                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1920                 __isl_give isl_set **empty);
1922 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1923 return a map mapping each element in the domain of
1924 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1925 of all elements associated to that element.
1926 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1928         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1929                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1930         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1931                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1932         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1933                 __isl_take isl_map *map);
1934         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1935                 __isl_take isl_map *map);
1936         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1937                 __isl_take isl_union_map *umap);
1938         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1939                 __isl_take isl_union_map *umap);
1941 =head2 Matrices
1943 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1945         #include <isl/mat.h>
1946         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1947                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1948         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1949         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1951 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1952 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1954         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
1955         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1956         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1957         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1958                 int row, int col, isl_int *v);
1959         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1960                 int row, int col, isl_int v);
1961         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1962                 int row, int col, int v);
1964 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1965 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1967 The following function can be used to compute the (right) inverse
1968 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1969 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1970 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1972         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1974 The following function can be used to compute the (right) kernel
1975 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1976 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1978         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1980 =head2 Points
1982 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1983 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1984 individual elements of a set.
1985 The zero point (the origin) can be created using
1987         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1989 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1990 using
1992         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1993                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1994         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1995                 __isl_take isl_point *pnt,
1996                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1998         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1999                 __isl_take isl_point *pnt,
2000                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2001         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2002                 __isl_take isl_point *pnt,
2003                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2005 Points can be copied or freed using
2007         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2008                 __isl_keep isl_point *pnt);
2009         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2011 A singleton set can be created from a point using
2013         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2014                 __isl_take isl_point *pnt);
2015         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2016                 __isl_take isl_point *pnt);
2018 and a box can be created from two opposite extremal points using
2020         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2021                 __isl_take isl_point *pnt1,
2022                 __isl_take isl_point *pnt2);
2023         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2024                 __isl_take isl_point *pnt1,
2025                 __isl_take isl_point *pnt2);
2027 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2028 the following functions.
2030         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2031                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2032                 void *user);
2033         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2034                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2035                 void *user);
2037 The function C<fn> is called for each integer point in
2038 C<set> with as second argument the last argument of
2039 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2040 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2041 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2042 enumerating and return C<-1> as well.
2043 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2044 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2046 To obtain a single point of a (basic) set, use
2048         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2049                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2050         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2051                 __isl_take isl_set *set);
2053 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2054 resulting point will be ``void'', a property that can be
2055 tested using
2057         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2059 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2061 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2062 a parametric point to a rational value.
2063 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2064 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2065 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2066 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2067 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2068 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2069 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2070 the value is assumed to be zero.
2071 For example, the piecewise quasipolynomial
2073         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2075 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2076 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2077 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2078 defined over different domains.
2079 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2080 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2081 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2082 the number of points in the map
2084         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2086 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2088 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2089 using the following functions.
2091         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2092                 __isl_take isl_printer *p,
2093                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2095         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2096                 __isl_take isl_printer *p,
2097                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2099         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2100                 __isl_take isl_printer *p,
2101                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2103 The output format of the printer
2104 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2105 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2106 is supported.
2107 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2108 to set the names of all dimensions
2110         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2111                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2112                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2113                 const char *s);
2114         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2115         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2116                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2117                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2118                 const char *s);
2120 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2122 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2123 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2124 operations such as addition and multiplication
2125 on the resulting quasipolynomials
2127         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2128                 __isl_take isl_dim *dim);
2129         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2130                 __isl_take isl_dim *dim);
2131         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2132                 __isl_take isl_dim *dim);
2133         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2134                 __isl_take isl_dim *dim);
2135         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2136                 __isl_take isl_dim *dim);
2137         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2138                 __isl_take isl_dim *dim,
2139                 const isl_int n, const isl_int d);
2140         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2141                 __isl_take isl_div *div);
2142         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2143                 __isl_take isl_dim *dim,
2144                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2146 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2147 with a single cell can be created using the following functions.
2148 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2149 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2151         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2152                 __isl_take isl_dim *dim);
2153         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2154                 __isl_take isl_set *set,
2155                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2157         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2158                 __isl_take isl_dim *dim);
2159         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2160                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2161         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2162                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2163                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2165 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2166 functions.
2168         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2169                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2170         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2172         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2173                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2174         void isl_pw_qpolynomial_free(
2175                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2177         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2178                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2179         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2180                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2182 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2184 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2185 piecewise quasipolynomial, use the following function
2187         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2188                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2189                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2190                 void *user);
2192 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2193 specification, use
2195         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2196         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2197                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2198                 __isl_take isl_dim *dim);
2200 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2201 use either of the following two functions
2203         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2204                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2205                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2206                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2207                           void *user), void *user);
2208         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2209                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2210                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2211                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2212                           void *user), void *user);
2214 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2215 and C<-1> on failure.  The difference between
2216 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2217 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2218 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2219 compute unique representations for all existentially quantified
2220 variables and then turn these existentially quantified variables
2221 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2222 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2223 will not have any existentially quantified variables, but that
2224 the dimensions of the sets may be different for different
2225 invocations of C<fn>.
2227 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2230         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2231                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2232                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2233                           void *user), void *user);
2235 The terms themselves can be inspected and freed using
2236 these functions
2238         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2239                 enum isl_dim_type type);
2240         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2241                 isl_int *n);
2242         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2243                 isl_int *d);
2244         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2245                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2246         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2247                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2248         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2250 Each term is a product of parameters, set variables and
2251 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2252 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2253 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2254 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2255 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2257 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2259 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2260 use the following function.
2262         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2263                 isl_int *n, isl_int *d);
2265 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2266 then the numerator and denominator of the constant
2267 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2269 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2271         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2272                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2273         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2274                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2275                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2276         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2277                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2278                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2279         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2280                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2281                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2282         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2283                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2285         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2286                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2287                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2288         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2289                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2290                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2291         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2292                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2293                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2294         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2295                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2296         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2297                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2298                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2300         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2301                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2302                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2303         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2304                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2305                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2306         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2307                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2308                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2310         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2311                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2312                 __isl_take isl_point *pnt);
2314         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2315                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2316                 __isl_take isl_point *pnt);
2318         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2319                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2320         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2321                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2322                 __isl_take isl_set *set);
2324         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2325                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2326         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2327                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2328                 __isl_take isl_union_set *uset);
2330         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
2331                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2332                 __isl_take isl_dim *model);
2334         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2335                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2337         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
2338                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2339                 __isl_take isl_set *context);
2341         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2342                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2343                 __isl_take isl_set *context);
2345         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2346                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2347                 __isl_take isl_union_set *context);
2349 The gist operation applies the gist operation to each of
2350 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2351 The context is also exploited
2352 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2354         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2355                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2356         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2357         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2358                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2360 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2361 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2362 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2363 will lie somewhere in between.
2365 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2367 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2368 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2369 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2370 The objects are mainly used to represent the result of
2371 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2372 i.e., as the result of the following function.
2374         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2375                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2376                 enum isl_fold type, int *tight);
2378         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2379                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2380                 enum isl_fold type, int *tight);
2382 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2383 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2384 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2385 of the parameters there is at least
2386 one element in the domain that reaches the bound.
2387 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2388 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2389 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2390 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2391 wrapped relation becomes the domain of the result.
2393 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2394 following functions.
2396         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2397                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2398         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2399                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2400         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2401                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2402         void isl_qpolynomial_fold_free(
2403                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2404         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2405                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2406         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2407                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2409 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2411 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2412 using the following function.
2414         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2415                 __isl_take isl_printer *p,
2416                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2417         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2418                 __isl_take isl_printer *p,
2419                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2421 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2422 output format of the printer
2423 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2424 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2425 output format of the printer
2426 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2427 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2428 to set the names of all dimensions
2430         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2431         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2432                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2433                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2434                 const char *s);
2436 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2438 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2439 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2441         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2442                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2443                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2444                             void *user), void *user);
2446 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2447 use either of the following two functions
2449         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2450                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2451                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2452                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2453                           void *user), void *user);
2454         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2455                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2456                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2457                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2458                           void *user), void *user);
2460 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2461 of the difference between these two functions.
2463 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2465         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2466                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2467                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2468                           void *user), void *user);
2470 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2472         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2473                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2474                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2476         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2477                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2478                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2480         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2481                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2482                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2484         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2485                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2486                 __isl_take isl_point *pnt);
2488         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2489                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2490                 __isl_take isl_point *pnt);
2492         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2493                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2494         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2495                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2496                 __isl_take isl_union_set *uset);
2498         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2499                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2501         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2502                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2504         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2505                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2506                 __isl_take isl_set *context);
2508         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2509                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2510                 __isl_take isl_union_set *context);
2512 The gist operation applies the gist operation to each of
2513 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2514 In future, the operation will also exploit the context
2515 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2517         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2518         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2519                 __isl_take isl_set *set,
2520                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2521                 int *tight);
2522         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2523         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2524                 __isl_take isl_map *map,
2525                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2526                 int *tight);
2527         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2528         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2529                 __isl_take isl_union_set *uset,
2530                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2531                 int *tight);
2532         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2533         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2534                 __isl_take isl_union_map *umap,
2535                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2536                 int *tight);
2538 The functions taking a map
2539 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2540 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2541 over all elements in the intersection of the range of the map
2542 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2543 as a function of an element in the domain of the map.
2544 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2545 intersection of the set and the domain of the
2546 piecewise quasipolynomial reduction.
2548 =head2 Dependence Analysis
2550 C<isl> contains specialized functionality for performing
2551 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2552 and a collection of possible I<source> access relations,
2553 C<isl> can compute relations that describe
2554 for each iteration of the sink access, which iteration
2555 of which of the source access relations was the last
2556 to access the same data element before the given iteration
2557 of the sink access.
2558 To compute standard flow dependences, the sink should be
2559 a read, while the sources should be writes.
2560 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2561 accesses, then there will be a dependence to the last
2562 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2563 this last I<must> access.
2564 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2565 then memory based dependence analysis is performed.
2566 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2567 then value based dependence analysis is performed.
2569         #include <isl/flow.h>
2571         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2573         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2574                 __isl_take isl_map *sink,
2575                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2576                 int max_source);
2577         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2578                 __isl_take isl_access_info *acc,
2579                 __isl_take isl_map *source, int must,
2580                 void *source_user);
2581         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2583         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2584                 __isl_take isl_access_info *acc);
2586         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2587                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2588                           void *dep_user, void *user),
2589                 void *user);
2590         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2591                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2592         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2594 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2595 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2596 the input for this function or to read off the output.
2598 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2599 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2600 The arguments to this functions are the sink access relation
2601 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2602 access to the user, a callback function for specifying the
2603 relative order of source and sink accesses, and the number
2604 of source access relations that will be added.
2605 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2606 The function is called with two user supplied tokens identifying
2607 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2608 level and the relative order of the two accesses.
2609 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2610 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2611 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2612 it should return I<2 * n>.
2613 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2614 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2615 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2616 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2617 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2618 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2619 The C<source_user> token is again used to identify
2620 the source access.  The range of the source access relation
2621 C<source> should have the same dimension as the range
2622 of the sink access relation.
2623 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2624 called explicitly, because it is called implicitly by
2625 C<isl_access_info_compute_flow>.
2627 The result of the dependence analysis is collected in an
2628 C<isl_flow>.  There may be elements of
2629 the sink access for which no preceding source access could be
2630 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2631 The relations containing these elements can be obtained through
2632 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2633 and the second with C<must> unset.
2634 In the case of standard flow dependence analysis,
2635 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2636 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2637 array elements and the second relation is empty.
2638 The actual flow dependences can be extracted using
2639 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2640 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2641 a source and the sink.  The callback function is called
2642 with four arguments, the actual flow dependence relation
2643 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2644 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2645 identifying the source and an additional C<void *> with value
2646 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2647 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2648 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2650 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2651 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2653 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2654 by the following function.
2656         #include <isl/flow.h>
2658         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2659                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2660                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2661                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2662                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2663                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2664                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2665                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2667 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2668 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2669 of the domains of the accesses and of the schedule.
2670 The relative order of the iteration domains is given by the
2671 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2672 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2673 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2674 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2675 any of the other arguments is treated as an error.
2677 =head2 Scheduling
2679 B<The functionality described in this section is fairly new
2680 and may be subject to change.>
2682 The following function can be used to compute a schedule
2683 for a union of domains.  The generated schedule respects
2684 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2685 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2686 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2687 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2688 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2689 for groups of domains where the dependence distances have only
2690 non-negative values.
2691 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2692 of C<Pluto>.
2694         #include <isl/schedule.h>
2695         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2696                 __isl_take isl_union_set *domain,
2697                 __isl_take isl_union_map *validity,
2698                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2699         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2701 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2702 from an C<isl_schedule> using the following function.
2704         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2705                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2707 This mapping can also be obtained in pieces using the following functions.
2709         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2710         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2711                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2713 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2714 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2715 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2716 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2717 different domains may be completely unrelated.
2718 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2719 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2720 bands are all zero.
2722 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2724 The parametric vertex enumeration described in this section
2725 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2726 library.
2728         #include <isl/vertices.h>
2729         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2730                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2732 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2733 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2734 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2735 This information can be queried by either iterating over all
2736 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2737 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2739         int isl_vertices_foreach_vertex(
2740                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2741                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2742                 void *user);
2744         int isl_vertices_foreach_cell(
2745                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2746                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2747                 void *user);
2748         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2749                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2750                 void *user);
2752 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2753 the following.
2755         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2756                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2757         int isl_vertices_get_n_vertices(
2758                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2759         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2761 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2763         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2764         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2765         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2766                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2767         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2768                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2769         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2771 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2772 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2773 of the vertex.
2774 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2775 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2776 and should not be mixed with integer sets.
2778 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2780         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2781         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2782                 __isl_keep isl_cell *cell);
2783         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2785 =head1 Applications
2787 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2788 it also contains some basic applications that use some
2789 of the functionality of C<isl>.
2790 The input may be specified in either the L<isl format>
2791 or the L<PolyLib format>.
2793 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2795 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2796 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2797 The first column in the output is the denominator and is always
2798 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2799 then a vector of length zero is printed.
2801 =head2 C<isl_pip>
2803 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2804 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2805 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2806 of constraints on a parametric polyhedron.
2807 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2808 (but before the final constant column).
2809 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2810 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2811 is just a dump of the internal state.
2813 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2815 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2816 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2817 If an affine objective function
2818 is given, then the constant should appear in the last column.
2820 =head2 C<isl_polytope_scan>
2822 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2823 all integer points in the polytope.