add isl_map_involves_dims
[isl.git] / doc / user.pod
blob413a470d95edde3dc5581ca4b30d9b082aaa645f
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 =item * The C<*_fast_*> functions have been renamed to C<*_plain_*>.
91 Some of the old names have been kept for backward compatibility,
92 but they will be removed in the future.
94 =back
96 =head1 Installation
98 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
99 or from the git repository.  Both are available from
100 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
101 The installation process depends on how you obtained
102 the source.
104 =head2 Installation from the git repository
106 =over
108 =item 1 Clone or update the repository
110 The first time the source is obtained, you need to clone
111 the repository.
113         git clone git://repo.or.cz/isl.git
115 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
117         git pull
119 =item 2 Generate C<configure>
121         ./autogen.sh
123 =back
125 After performing the above steps, continue
126 with the L<Common installation instructions>.
128 =head2 Common installation instructions
130 =over
132 =item 1 Obtain C<GMP>
134 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
135 Your distribution may not provide these header files by default
136 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
137 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
138 source, available from L<http://gmplib.org/>.
140 =item 2 Configure
142 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
143 To run it, just type
145         ./configure
147 optionally followed by some configure options.
148 A complete list of options can be obtained by running
150         ./configure --help
152 Below we discuss some of the more common options.
154 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
155 C<piplib> functionality is currently used by default.
156 The C<--with-piplib> option can
157 be used to specify which C<piplib>
158 library to use, either an installed version (C<system>),
159 an externally built version (C<build>)
160 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
161 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
162 and C<piplib>.
164 =over
166 =item C<--prefix>
168 Installation prefix for C<isl>
170 =item C<--with-gmp-prefix>
172 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
174 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
176 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
178 =item C<--with-piplib>
180 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
182 =item C<--with-piplib-prefix>
184 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
186 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
188 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
190 =item C<--with-piplib-builddir>
192 Location where C<build> C<piplib> was built.
194 =back
196 =item 3 Compile
198         make
200 =item 4 Install (optional)
202         make install
204 =back
206 =head1 Library
208 =head2 Initialization
210 All manipulations of integer sets and relations occur within
211 the context of an C<isl_ctx>.
212 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
213 All arguments of a function are required to have been allocated
214 within the same context.
215 There are currently no functions available for moving an object
216 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
217 there is currently no way of safely moving an object from one
218 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
220 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
221 freed using C<isl_ctx_free>.
222 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
223 before the C<isl_ctx> itself is freed.
225         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
226         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
228 =head2 Integers
230 All operations on integers, mainly the coefficients
231 of the constraints describing the sets and relations,
232 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
233 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
234 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
235 are wrapped inside C<isl> specific macros.
236 The basic type is C<isl_int> and the operations below
237 are available on this type.
238 The meanings of these operations are essentially the same
239 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
240 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
241 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
242 and they need to be released with C<isl_int_clear>
243 after the last use.
244 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
245 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
246 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
247 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
249 =over
251 =item isl_int_init(i)
253 =item isl_int_clear(i)
255 =item isl_int_set(r,i)
257 =item isl_int_set_si(r,i)
259 =item isl_int_set_gmp(r,g)
261 =item isl_int_get_gmp(i,g)
263 =item isl_int_abs(r,i)
265 =item isl_int_neg(r,i)
267 =item isl_int_swap(i,j)
269 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
271 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
273 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
275 =item isl_int_add(r,i,j)
277 =item isl_int_sub(r,i,j)
279 =item isl_int_mul(r,i,j)
281 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
283 =item isl_int_addmul(r,i,j)
285 =item isl_int_submul(r,i,j)
287 =item isl_int_gcd(r,i,j)
289 =item isl_int_lcm(r,i,j)
291 =item isl_int_divexact(r,i,j)
293 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
295 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
297 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
299 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
301 =item isl_int_read(r,s)
303 =item isl_int_print(out,i,width)
305 =item isl_int_sgn(i)
307 =item isl_int_cmp(i,j)
309 =item isl_int_cmp_si(i,si)
311 =item isl_int_eq(i,j)
313 =item isl_int_ne(i,j)
315 =item isl_int_lt(i,j)
317 =item isl_int_le(i,j)
319 =item isl_int_gt(i,j)
321 =item isl_int_ge(i,j)
323 =item isl_int_abs_eq(i,j)
325 =item isl_int_abs_ne(i,j)
327 =item isl_int_abs_lt(i,j)
329 =item isl_int_abs_gt(i,j)
331 =item isl_int_abs_ge(i,j)
333 =item isl_int_is_zero(i)
335 =item isl_int_is_one(i)
337 =item isl_int_is_negone(i)
339 =item isl_int_is_pos(i)
341 =item isl_int_is_neg(i)
343 =item isl_int_is_nonpos(i)
345 =item isl_int_is_nonneg(i)
347 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
349 =back
351 =head2 Sets and Relations
353 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
354 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
355 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
356 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
357 can be described as a conjunction of affine constraints, while
358 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
359 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
360 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
361 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
362 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
363 where dimensions with different space names
364 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
365 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
366 one set of variables, while relations have two sets of variables,
367 input variables and output variables.
369 =head2 Memory Management
371 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
372 several substeps and since the user is usually not interested in
373 the intermediate results, most functions that return a new object
374 will also release all the objects passed as arguments.
375 If the user still wants to use one or more of these arguments
376 after the function call, she should pass along a copy of the
377 object rather than the object itself.
378 The user is then responsible for making sure that the original
379 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
381 The arguments and return values of all documents functions are
382 annotated to make clear which arguments are released and which
383 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
384 are used
386 =over
388 =item C<__isl_give>
390 C<__isl_give> means that a new object is returned.
391 The user should make sure that the returned pointer is
392 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
393 In between, it can be used as a value for as many
394 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
395 There is one exception, and that is the case where the
396 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
397 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
399 =item C<__isl_take>
401 C<__isl_take> means that the object the argument points to
402 is taken over by the function and may no longer be used
403 by the user as an argument to any other function.
404 The pointer value must be one returned by a function
405 returning an C<__isl_give> pointer.
406 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
407 be treated as an error in the sense that the function will
408 not perform its usual operation.  However, it will still
409 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
410 are released.
412 =item C<__isl_keep>
414 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
415 temporarily.  After the function has finished, the user
416 can still use it as an argument to other functions.
417 A C<NULL> value will be treated in the same way as
418 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
420 =back
422 =head2 Dimension Specifications
424 Whenever a new set or relation is created from scratch,
425 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
427         #include <isl/dim.h>
428         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
429                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
430         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
431                 unsigned nparam, unsigned dim);
432         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
433         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
434         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
435                 enum isl_dim_type type);
437 The dimension specification used for creating a set
438 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
439 that for creating a relation
440 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
441 C<isl_dim_size> can be used
442 to find out the number of dimensions of each type in
443 a dimension specification, where type may be
444 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
445 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
446 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
448 It is often useful to create objects that live in the
449 same space as some other object.  This can be accomplished
450 by creating the new objects
451 (see L<Creating New Sets and Relations> or
452 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
453 specification of the original object.
455         #include <isl/set.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
457                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
458         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
460         #include <isl/union_set.h>
461         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
462                 __isl_keep isl_union_set *uset);
464         #include <isl/map.h>
465         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
466                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
467         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
469         #include <isl/union_map.h>
470         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
471                 __isl_keep isl_union_map *umap);
473         #include <isl/constraint.h>
474         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
475                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
477         #include <isl/polynomial.h>
478         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
479                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
480         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_fold_get_dim(
481                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
482         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
483                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
484         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
485                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
486         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
487                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
489         #include <isl/aff.h>
490         __isl_give isl_dim *isl_aff_get_dim(
491                 __isl_keep isl_aff *aff);
492         __isl_give isl_dim *isl_pw_aff_get_dim(
493                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
495         #include <isl/point.h>
496         __isl_give isl_dim *isl_point_get_dim(
497                 __isl_keep isl_point *pnt);
499 The names of the individual dimensions may be set or read off
500 using the following functions.
502         #include <isl/dim.h>
503         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
504                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
505                                  __isl_keep const char *name);
506         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
507                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
509 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
510 data structure, so the result can only be used while the
511 corresponding C<isl_dim> is alive.
512 Also note that every function that operates on two sets or relations
513 requires that both arguments have the same parameters.  This also
514 means that if one of the arguments has named parameters, then the
515 other needs to have named parameters too and the names need to match.
516 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
517 have different parameters (as long as they are named), in which case
518 the result will have as parameters the union of the parameters of
519 the arguments.
521 The names of entire spaces may be set or read off
522 using the following functions.
524         #include <isl/dim.h>
525         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
526                 __isl_take isl_dim *dim,
527                 enum isl_dim_type type, const char *s);
528         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
529                 enum isl_dim_type type);
531 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
532 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
533 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
534 data structure.
535 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
536 to have the same name.
538 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
539 the domain or range of a relation can be a nested relation.
540 The following functions can be used to construct and deconstruct
541 such nested dimension specifications.
543         #include <isl/dim.h>
544         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
546         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
548 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
549 be the dimension specification of a set, while that of
550 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
551 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
552 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
553 of a set.
555 Dimension specifications can be created from other dimension
556 specifications using the following functions.
558         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
559         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
560         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
561         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
562         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
563         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
564                 __isl_take isl_dim *right);
565         __isl_give isl_dim *isl_dim_align_params(
566                 __isl_take isl_dim *dim1, __isl_take isl_dim *dim2)
567         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
568                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
569         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
570                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
571         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
572                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
573         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
574                 __isl_take isl_dim *dim);
575         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
577 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
578 the name and the internal structure are lost.
580 =head2 Local Spaces
582 A local space is essentially a dimension specification with
583 zero or more existentially quantified variables.
584 The local space of a basic set or relation can be obtained
585 using the following functions.
587         #include <isl/set.h>
588         __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
589                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
591         #include <isl/map.h>
592         __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
593                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
595 A new local space can be created from a dimension specification using
597         #include <isl/local_space.h>
598         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_dim(
599                 __isl_take isl_dim *dim);
601 They can be inspected, copied and freed using the following functions.
603         #include <isl/local_space.h>
604         isl_ctx *isl_local_space_get_ctx(
605                 __isl_keep isl_local_space *ls);
606         int isl_local_space_dim(__isl_keep isl_local_space *ls,
607                 enum isl_dim_type type);
608         const char *isl_local_space_get_dim_name(
609                 __isl_keep isl_local_space *ls,
610                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
611         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_set_dim_name(
612                 __isl_take isl_local_space *ls,
613                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s);
614         __isl_give isl_dim *isl_local_space_get_dim(
615                 __isl_keep isl_local_space *ls);
616         __isl_give isl_div *isl_local_space_get_div(
617                 __isl_keep isl_local_space *ls, int pos);
618         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_copy(
619                 __isl_keep isl_local_space *ls);
620         void *isl_local_space_free(__isl_take isl_local_space *ls);
622 Two local spaces can be compared using
624         int isl_local_space_is_equal(__isl_keep isl_local_space *ls1,
625                 __isl_keep isl_local_space *ls2);
627 Local spaces can be created from other local spaces
628 using the following functions.
630         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_from_domain(
631                 __isl_take isl_local_space *ls);
632         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_add_dims(
633                 __isl_take isl_local_space *ls,
634                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
635         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_insert_dims(
636                 __isl_take isl_local_space *ls,
637                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
638         __isl_give isl_local_space *isl_local_space_drop_dims(
639                 __isl_take isl_local_space *ls,
640                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
642 =head2 Input and Output
644 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
645 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
646 in some cases.
648 =head3 C<isl> format
650 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
651 syntax for describing the parameters and allows for the definition
652 of an existentially quantified variable as the integer division
653 of an affine expression.
654 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
655 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
657         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
658                                 i - 10 a <= 6) }
660 A set or relation can have several disjuncts, separated
661 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
662 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
663 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
664 C<and>.
666 =head3 C<PolyLib> format
668 If the represented set is a union, then the first line
669 contains a single number representing the number of disjuncts.
670 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
672 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
673 The first line contains two numbers representing
674 the number of rows and columns,
675 where the number of rows is equal to the number of constraints
676 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
677 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
678 In each row, the first column indicates whether the constraint
679 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
680 corresponds to the constant term.
682 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
683 appear in the last columns before the constant column.
684 The coefficients of any existentially quantified variables appear
685 between those of the set variables and those of the parameters.
687 =head3 Extended C<PolyLib> format
689 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
690 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
691 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
692 also contains four additional numbers:
693 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
694 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
695 quantified variables) and the number of parameters.
696 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
697 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
698 dimensions is zero.
700 =head3 Input
702         #include <isl/set.h>
703         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
704                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
705         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
706                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
707         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
708                 FILE *input, int nparam);
709         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
710                 const char *str, int nparam);
712         #include <isl/map.h>
713         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
714                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
715         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
716                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
717         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
718                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
719         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
720                 const char *str, int nparam);
722         #include <isl/union_set.h>
723         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
724                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
725         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
726                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
728         #include <isl/union_map.h>
729         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
730                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
731         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
732                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
734 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
735 or the C<isl> format.
736 C<nparam> specifies how many of the final columns in
737 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
738 If input is given in the C<isl> format, then the number
739 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
740 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
741 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
742 are assumed in the C<PolyLib> format.
744 =head3 Output
746 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
747 be created.
749         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
750                 FILE *file);
751         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
752         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
753         __isl_give char *isl_printer_get_str(
754                 __isl_keep isl_printer *printer);
756 The behavior of the printer can be modified in various ways
758         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
759                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
760         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
761                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
762         __isl_give isl_printer *isl_printer_indent(
763                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
764         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
765                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
766         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
767                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
769 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
770 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
771 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
772 Each line in the output is indented by C<indent> (set by
773 C<isl_printer_set_indent>) spaces
774 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
775 In the C<PolyLib> format output,
776 the coefficients of the existentially quantified variables
777 appear between those of the set variables and those
778 of the parameters.
779 The function C<isl_printer_indent> increases the indentation
780 by the specified amount (which may be negative).
782 To actually print something, use
784         #include <isl/set.h>
785         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
786                 __isl_take isl_printer *printer,
787                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
788         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
789                 __isl_take isl_printer *printer,
790                 __isl_keep isl_set *set);
792         #include <isl/map.h>
793         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
794                 __isl_take isl_printer *printer,
795                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
796         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
797                 __isl_take isl_printer *printer,
798                 __isl_keep isl_map *map);
800         #include <isl/union_set.h>
801         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
802                 __isl_take isl_printer *p,
803                 __isl_keep isl_union_set *uset);
805         #include <isl/union_map.h>
806         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
807                 __isl_take isl_printer *p,
808                 __isl_keep isl_union_map *umap);
810 When called on a file printer, the following function flushes
811 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
813         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
814                 __isl_take isl_printer *p);
816 =head2 Creating New Sets and Relations
818 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
820 =over
822 =item * Empty sets and relations
824         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
825                 __isl_take isl_dim *dim);
826         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
827                 __isl_take isl_dim *dim);
828         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
829                 __isl_take isl_dim *dim);
830         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
831                 __isl_take isl_dim *dim);
832         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
833                 __isl_take isl_dim *dim);
834         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
835                 __isl_take isl_dim *dim);
837 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
838 is only used to specify the parameters.
840 =item * Universe sets and relations
842         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
843                 __isl_take isl_dim *dim);
844         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
845                 __isl_take isl_dim *dim);
846         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
847                 __isl_take isl_dim *dim);
848         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
849                 __isl_take isl_dim *dim);
850         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
851                 __isl_take isl_union_set *uset);
852         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
853                 __isl_take isl_union_map *umap);
855 The sets and relations constructed by the functions above
856 contain all integer values, while those constructed by the
857 functions below only contain non-negative values.
859         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
860                 __isl_take isl_dim *dim);
861         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
862                 __isl_take isl_dim *dim);
863         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
864                 __isl_take isl_dim *dim);
865         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
866                 __isl_take isl_dim *dim);
868 =item * Identity relations
870         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
871                 __isl_take isl_dim *dim);
872         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
873                 __isl_take isl_dim *dim);
875 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
876 to be the same.
878 =item * Lexicographic order
880         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
881                 __isl_take isl_dim *set_dim);
882         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
883                 __isl_take isl_dim *set_dim);
884         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
885                 __isl_take isl_dim *set_dim);
886         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
887                 __isl_take isl_dim *set_dim);
888         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
889                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
890         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
891                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
892         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
893                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
894         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
895                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
897 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
898 and return relations that express that the elements in the domain
899 are lexicographically less
900 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
901 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
902 than the elements in the range.
903 The last four functions take a dimension specification for a map
904 and return relations that express that the first C<n> dimensions
905 in the domain are lexicographically less
906 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
907 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
908 than the first C<n> dimensions in the range.
910 =back
912 A basic set or relation can be converted to a set or relation
913 using the following functions.
915         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
916                 __isl_take isl_basic_set *bset);
917         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
918                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
920 Sets and relations can be converted to union sets and relations
921 using the following functions.
923         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
924                 __isl_take isl_map *map);
925         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
926                 __isl_take isl_set *set);
928 The inverse conversions below can only be used if the input
929 union set or relation is known to contain elements in exactly one
930 space.
932         __isl_give isl_set *isl_set_from_union_set(
933                 __isl_take isl_union_set *uset);
934         __isl_give isl_map *isl_map_from_union_map(
935                 __isl_take isl_union_map *umap);
937 Sets and relations can be copied and freed again using the following
938 functions.
940         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
941                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
942         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
943         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
944                 __isl_keep isl_union_set *uset);
945         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
946                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
947         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
948         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
949                 __isl_keep isl_union_map *umap);
950         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
951         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
952         void *isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
953         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
954         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
955         void *isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
957 Other sets and relations can be constructed by starting
958 from a universe set or relation, adding equality and/or
959 inequality constraints and then projecting out the
960 existentially quantified variables, if any.
961 Constraints can be constructed, manipulated and
962 added to (or removed from) (basic) sets and relations
963 using the following functions.
965         #include <isl/constraint.h>
966         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
967                 __isl_take isl_dim *dim);
968         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
969                 __isl_take isl_dim *dim);
970         void isl_constraint_set_constant(
971                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
972         void isl_constraint_set_coefficient(
973                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
974                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
975         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
976                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
977                 __isl_take isl_constraint *constraint);
978         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
979                 __isl_take isl_basic_set *bset,
980                 __isl_take isl_constraint *constraint);
981         __isl_give isl_map *isl_map_add_constraint(
982                 __isl_take isl_map *map,
983                 __isl_take isl_constraint *constraint);
984         __isl_give isl_set *isl_set_add_constraint(
985                 __isl_take isl_set *set,
986                 __isl_take isl_constraint *constraint);
987         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_drop_constraint(
988                 __isl_take isl_basic_set *bset,
989                 __isl_take isl_constraint *constraint);
991 For example, to create a set containing the even integers
992 between 10 and 42, you would use the following code.
994         isl_int v;
995         struct isl_dim *dim;
996         struct isl_constraint *c;
997         struct isl_basic_set *bset;
999         isl_int_init(v);
1000         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
1001         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
1003         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
1004         isl_int_set_si(v, -1);
1005         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1006         isl_int_set_si(v, 2);
1007         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
1008         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1010         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
1011         isl_int_set_si(v, -10);
1012         isl_constraint_set_constant(c, v);
1013         isl_int_set_si(v, 1);
1014         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1015         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1017         c = isl_inequality_alloc(dim);
1018         isl_int_set_si(v, 42);
1019         isl_constraint_set_constant(c, v);
1020         isl_int_set_si(v, -1);
1021         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
1022         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
1024         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
1026         isl_int_clear(v);
1028 Or, alternatively,
1030         struct isl_basic_set *bset;
1031         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
1032                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
1034 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
1035 describing the equalities and the inequalities.
1037         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
1038                 __isl_take isl_dim *dim,
1039                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1040                 enum isl_dim_type c1,
1041                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1042                 enum isl_dim_type c4);
1043         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
1044                 __isl_take isl_dim *dim,
1045                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
1046                 enum isl_dim_type c1,
1047                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1048                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1050 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
1051 different kinds of variables appear in the input matrices
1052 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1053 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
1054 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1055 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
1057 A (basic) relation can also be constructed from a (piecewise) affine expression
1058 or a list of affine expressions (See L<"Piecewise Quasi Affine Expressions">).
1060         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(
1061                 __isl_take isl_aff *aff);
1062         __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(
1063                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
1064         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
1065                 __isl_take isl_dim *domain_dim,
1066                 __isl_take isl_aff_list *list);
1068 The C<domain_dim> argument describes the domain of the resulting
1069 basic relation.  It is required because the C<list> may consist
1070 of zero affine expressions.
1072 =head2 Inspecting Sets and Relations
1074 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
1075 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
1076 explained in the following sections.
1077 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
1078 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
1079 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
1080 an explicit representation of the existentially quantified variables.
1082         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
1083                 __isl_take isl_set *set);
1084         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
1085                 __isl_take isl_map *map);
1086         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
1087                 __isl_take isl_union_set *uset);
1088         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
1089                 __isl_take isl_union_map *umap);
1091 This explicit representation defines the existentially quantified
1092 variables as integer divisions of the other variables, possibly
1093 including earlier existentially quantified variables.
1094 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
1095 has a unique value when the values of the other variables are known.
1096 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
1097 with the same explicit representations, should appear in the
1098 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
1099 either of the following functions.
1101         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
1102                 __isl_take isl_set *set);
1103         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
1104                 __isl_take isl_map *map);
1106 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
1107 using the following functions, which compute an overapproximation.
1109         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1110                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1111         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1112                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1113         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
1114                 __isl_take isl_set *set);
1115         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
1116                 __isl_take isl_map *map);
1118 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
1120         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
1121                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
1122                 void *user);
1123         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
1124                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
1125                 void *user);
1127 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
1128 from
1130         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1131         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1133 To extract the set or map from a union with a given dimension
1134 specification, use
1136         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1137                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1138                 __isl_take isl_dim *dim);
1139         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1140                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1141                 __isl_take isl_dim *dim);
1143 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1145         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1146                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1147                 void *user);
1148         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1149                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1150                 void *user);
1152 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1153 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1154 occurs, the above functions will return -1.
1156 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1157 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1158 If this is required, then the user should call one of
1159 the following functions first.
1161         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1162                 __isl_take isl_set *set);
1163         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1164                 __isl_take isl_map *map);
1166 The number of basic sets in a set can be obtained
1167 from
1169         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1171 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1173         #include <isl/constraint.h>
1175         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1176                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1177                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1178                 void *user);
1179         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1181 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1182 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1183 occurs, the above functions will return -1.
1184 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1185 Use the following function to find out whether a constraint
1186 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1188         int isl_constraint_is_equality(
1189                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1191 The coefficients of the constraints can be inspected using
1192 the following functions.
1194         void isl_constraint_get_constant(
1195                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1196         void isl_constraint_get_coefficient(
1197                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1198                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1199         int isl_constraint_involves_dims(
1200                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1201                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1203 The explicit representations of the existentially quantified
1204 variables can be inspected using the following functions.
1205 Note that the user is only allowed to use these functions
1206 if the inspected set or map is the result of a call
1207 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1209         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1210                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1211         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1212         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1213                 isl_int *v);
1214         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1215                 isl_int *v);
1216         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1217                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1219 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1220 form, use the following functions.
1222         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1223                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1224                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1225                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1226         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1227                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1228                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1229                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1230         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1231                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1232                 enum isl_dim_type c1,
1233                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1234                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1235         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1236                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1237                 enum isl_dim_type c1,
1238                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1239                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1241 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1242 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1243 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1244 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1246 To check whether the description of a set or relation depends
1247 on one or more given dimensions, it is not necessary to iterate over all
1248 constraints.  Instead the following functions can be used.
1250         int isl_basic_set_involves_dims(
1251                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1252                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1253         int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1254                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1255         int isl_basic_map_involves_dims(
1256                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1257                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1258         int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1259                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1261 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1262 read off or set using the following functions.
1264         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1265                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1266         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
1267                 __isl_take isl_basic_set *set, const char *s);
1268         const char *isl_set_get_tuple_name(
1269                 __isl_keep isl_set *set);
1270         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1271                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1272                 enum isl_dim_type type);
1273         const char *isl_map_get_tuple_name(
1274                 __isl_keep isl_map *map,
1275                 enum isl_dim_type type);
1277 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1278 an internal data structure.
1279 The names of individual dimensions can be read off using
1280 the following functions.
1282         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1283                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1284                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1285         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1286                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1287                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1288         const char *isl_set_get_dim_name(
1289                 __isl_keep isl_set *set,
1290                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1291         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1292                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1293                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1294         const char *isl_map_get_dim_name(
1295                 __isl_keep isl_map *map,
1296                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1298 These functions are mostly useful to obtain the names
1299 of the parameters.
1301 =head2 Properties
1303 =head3 Unary Properties
1305 =over
1307 =item * Emptiness
1309 The following functions test whether the given set or relation
1310 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1311 any computations, but simply check if the given set or relation
1312 is already known to be empty.
1314         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1315         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1316         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1317         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1318         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1319         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1320         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1321         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1322         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1323         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1325 =item * Universality
1327         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1328         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1329         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1331 =item * Single-valuedness
1333         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1334         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1336 =item * Injectivity
1338         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1339         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1340         int isl_union_map_plain_is_injective(
1341                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1342         int isl_union_map_is_injective(
1343                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1345 =item * Bijectivity
1347         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1348         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1350 =item * Wrapping
1352 The following functions check whether the domain of the given
1353 (basic) set is a wrapped relation.
1355         int isl_basic_set_is_wrapping(
1356                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1357         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1359 =item * Internal Product
1361         int isl_basic_map_can_zip(
1362                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1363         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1365 Check whether the product of domain and range of the given relation
1366 can be computed,
1367 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1369 =back
1371 =head3 Binary Properties
1373 =over
1375 =item * Equality
1377         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1378                 __isl_keep isl_set *set2);
1379         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1380                 __isl_keep isl_set *set2);
1381         int isl_union_set_is_equal(
1382                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1383                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1384         int isl_basic_map_is_equal(
1385                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1386                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1387         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1388                 __isl_keep isl_map *map2);
1389         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1390                 __isl_keep isl_map *map2);
1391         int isl_union_map_is_equal(
1392                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1393                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1395 =item * Disjointness
1397         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1398                 __isl_keep isl_set *set2);
1400 =item * Subset
1402         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1403                 __isl_keep isl_set *set2);
1404         int isl_set_is_strict_subset(
1405                 __isl_keep isl_set *set1,
1406                 __isl_keep isl_set *set2);
1407         int isl_union_set_is_subset(
1408                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1409                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1410         int isl_union_set_is_strict_subset(
1411                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1412                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1413         int isl_basic_map_is_subset(
1414                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1415                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1416         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1417                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1418                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1419         int isl_map_is_subset(
1420                 __isl_keep isl_map *map1,
1421                 __isl_keep isl_map *map2);
1422         int isl_map_is_strict_subset(
1423                 __isl_keep isl_map *map1,
1424                 __isl_keep isl_map *map2);
1425         int isl_union_map_is_subset(
1426                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1427                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1428         int isl_union_map_is_strict_subset(
1429                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1430                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1432 =back
1434 =head2 Unary Operations
1436 =over
1438 =item * Complement
1440         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1441                 __isl_take isl_set *set);
1443 =item * Inverse map
1445         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1446                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1447         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1448                 __isl_take isl_map *map);
1449         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1450                 __isl_take isl_union_map *umap);
1452 =item * Projection
1454         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1455                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1456                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1457         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1458                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1459                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1460         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1461                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1462         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1463                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1464         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1465                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1466         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1467                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1468         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1469                 __isl_take isl_map *bmap);
1470         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1471                 __isl_take isl_map *map);
1472         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1473                 __isl_take isl_union_map *umap);
1474         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1475                 __isl_take isl_union_map *umap);
1477         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1478                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1479         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1480                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1481         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1482         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1483         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1484                 __isl_take isl_union_map *umap);
1485         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1486                 __isl_take isl_union_map *umap);
1488 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1489 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1491 =item * Elimination
1493         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1494                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1495                 unsigned first, unsigned n);
1497 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1498 without removing the dimensions.
1500 =item * Slicing
1502         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(
1503                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1504                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1505                 isl_int value);
1506         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(
1507                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1508                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1509         __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
1510                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
1511                 isl_int value);
1512         __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
1513                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1514         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(
1515                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1516                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1517         __isl_give isl_map *isl_map_fix_si(__isl_take isl_map *map,
1518                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value);
1520 Intersect the set or relation with the hyperplane where the given
1521 dimension has the fixed given value.
1523 =item * Identity
1525         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1526                 __isl_take isl_set *set);
1527         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1528                 __isl_take isl_union_set *uset);
1530 Construct an identity relation on the given (union) set.
1532 =item * Deltas
1534         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1535                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1536         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1537         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1538                 __isl_take isl_union_map *umap);
1540 These functions return a (basic) set containing the differences
1541 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1543         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1544                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1545         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1546                 __isl_take isl_map *map);
1547         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1548                 __isl_take isl_union_map *umap);
1550 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1551 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1553 =item * Coalescing
1555 Simplify the representation of a set or relation by trying
1556 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1557 basic set or relation.
1559         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1560         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1561         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1562                 __isl_take isl_union_set *uset);
1563         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1564                 __isl_take isl_union_map *umap);
1566 =item * Detecting equalities
1568         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1569                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1570         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1571                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1572         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1573                 __isl_take isl_set *set);
1574         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1575                 __isl_take isl_map *map);
1576         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1577                 __isl_take isl_union_set *uset);
1578         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1579                 __isl_take isl_union_map *umap);
1581 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1582 equalities.
1584 =item * Removing redundant constraints
1586         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
1587                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1588         __isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(
1589                 __isl_take isl_set *set);
1590         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
1591                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1592         __isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(
1593                 __isl_take isl_map *map);
1595 =item * Convex hull
1597         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1598                 __isl_take isl_set *set);
1599         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1600                 __isl_take isl_map *map);
1602 If the input set or relation has any existentially quantified
1603 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1605 =item * Simple hull
1607         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1608                 __isl_take isl_set *set);
1609         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1610                 __isl_take isl_map *map);
1611         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1612                 __isl_take isl_union_map *umap);
1614 These functions compute a single basic set or relation
1615 that contains the whole input set or relation.
1616 In particular, the output is described by translates
1617 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1619 =begin latex
1621 (See \autoref{s:simple hull}.)
1623 =end latex
1625 =item * Affine hull
1627         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1628                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1629         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1630                 __isl_take isl_set *set);
1631         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1632                 __isl_take isl_union_set *uset);
1633         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1634                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1635         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1636                 __isl_take isl_map *map);
1637         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1638                 __isl_take isl_union_map *umap);
1640 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1641 per space.
1643 =item * Polyhedral hull
1645         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1646                 __isl_take isl_set *set);
1647         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1648                 __isl_take isl_map *map);
1649         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1650                 __isl_take isl_union_set *uset);
1651         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1652                 __isl_take isl_union_map *umap);
1654 These functions compute a single basic set or relation
1655 not involving any existentially quantified variables
1656 that contains the whole input set or relation.
1657 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1658 per space.
1660 =item * Optimization
1662         #include <isl/ilp.h>
1663         enum isl_lp_result isl_basic_set_max(
1664                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1665                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt)
1666         enum isl_lp_result isl_set_min(__isl_keep isl_set *set,
1667                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1668         enum isl_lp_result isl_set_max(__isl_keep isl_set *set,
1669                 __isl_keep isl_aff *obj, isl_int *opt);
1671 Compute the minimum or maximum of the integer affine expression C<obj>
1672 over the points in C<set>, returning the result in C<opt>.
1673 The return value may be one of C<isl_lp_error>,
1674 C<isl_lp_ok>, C<isl_lp_unbounded> or C<isl_lp_empty>.
1676 =item * Parametric optimization
1678         __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(
1679                 __isl_take isl_set *set, int pos);
1681 Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
1682 parameters, but independently of the other set dimensions.
1683 For lexicographic optimization, see L<"Lexicographic Optimization">.
1685 =item * Dual
1687 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1688 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1689 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1690 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1691 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1692 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1693 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1694 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1695 in future.  In particular, future implementations may use different
1696 dualization algorithms or skip the elimination step.
1698         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1699                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1700         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1701                 __isl_take isl_set *set);
1702         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1703                 __isl_take isl_union_set *bset);
1704         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1705                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1706         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1707                 __isl_take isl_set *set);
1708         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1709                 __isl_take isl_union_set *bset);
1711 =item * Power
1713         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1714                 int *exact);
1715         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1716                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1718 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1719 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1720 I<k>th power of C<map>.
1721 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1722 then C<*exact> is set to C<1>.
1724 =item * Transitive closure
1726         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1727                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1728         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1729                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1731 Compute the transitive closure of C<map>.
1732 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1733 then C<*exact> is set to C<1>.
1735 =item * Reaching path lengths
1737         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1738                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1740 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1741 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1742 end up in the given element.
1743 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1744 then C<*exact> is set to C<1>.
1745 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1746 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1747 In particular, if the input relation is a dependence relation
1748 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1749 to the free schedule.
1750 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1751 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1752 the overapproximation), then you will get an error message.
1754 =item * Wrapping
1756         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1757                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1758         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1759                 __isl_take isl_map *map);
1760         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1761                 __isl_take isl_union_map *umap);
1762         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1763                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1764         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1765                 __isl_take isl_set *set);
1766         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1767                 __isl_take isl_union_set *uset);
1769 =item * Flattening
1771 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1772 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1773 then the name of the space is also removed.
1775         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1776                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1777         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1778                 __isl_take isl_set *set);
1779         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
1780                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1781         __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(
1782                 __isl_take isl_map *map);
1783         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1784                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1785         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1786                 __isl_take isl_map *map);
1788         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1789                 __isl_take isl_set *set);
1791 The function above constructs a relation
1792 that maps the input set to a flattened version of the set.
1794 =item * Lifting
1796 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1797 to the existentially quantified variables in the input.
1798 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1799 is the original space and the range corresponds to the original
1800 existentially quantified variables.
1802         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1803                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1804         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1805                 __isl_take isl_set *set);
1806         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1807                 __isl_take isl_union_set *uset);
1809 =item * Internal Product
1811         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1812                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1813         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1814                 __isl_take isl_map *map);
1815         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1816                 __isl_take isl_union_map *umap);
1818 Given a relation with nested relations for domain and range,
1819 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1821 =item * Aligning parameters
1823         __isl_give isl_set *isl_set_align_params(
1824                 __isl_take isl_set *set,
1825                 __isl_take isl_dim *model);
1826         __isl_give isl_map *isl_map_align_params(
1827                 __isl_take isl_map *map,
1828                 __isl_take isl_dim *model);
1830 Change the order of the parameters of the given set or relation
1831 such that the first parameters match those of C<model>.
1832 This may involve the introduction of extra parameters.
1833 All parameters need to be named.
1835 =item * Dimension manipulation
1837         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1838                 __isl_take isl_set *set,
1839                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1840         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1841                 __isl_take isl_map *map,
1842                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1844 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1845 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1846 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1847 to add new parameters, assuming
1848 C<isl_set_align_params> and C<isl_map_align_params>
1849 are not sufficient.
1851 =back
1853 =head2 Binary Operations
1855 The two arguments of a binary operation not only need to live
1856 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1857 the same (number of) parameters.
1859 =head3 Basic Operations
1861 =over
1863 =item * Intersection
1865         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1866                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1867                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1868         __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(
1869                 __isl_take isl_set *set,
1870                 __isl_take isl_set *params);
1871         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1872                 __isl_take isl_set *set1,
1873                 __isl_take isl_set *set2);
1874         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1875                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1876                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1877         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1878                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1879                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1880         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1881                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1882                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1883         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1884                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1885                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1886         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(
1887                 __isl_take isl_map *map,
1888                 __isl_take isl_set *params);
1889         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1890                 __isl_take isl_map *map,
1891                 __isl_take isl_set *set);
1892         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1893                 __isl_take isl_map *map,
1894                 __isl_take isl_set *set);
1895         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1896                 __isl_take isl_map *map1,
1897                 __isl_take isl_map *map2);
1898         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1899                 __isl_take isl_union_map *umap,
1900                 __isl_take isl_union_set *uset);
1901         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1902                 __isl_take isl_union_map *umap,
1903                 __isl_take isl_union_set *uset);
1904         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1905                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1906                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1908 =item * Union
1910         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1911                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1912                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1913         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1914                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1915                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1916         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1917                 __isl_take isl_set *set1,
1918                 __isl_take isl_set *set2);
1919         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1920                 __isl_take isl_map *map1,
1921                 __isl_take isl_map *map2);
1922         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1923                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1924                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1925         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1926                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1927                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1929 =item * Set difference
1931         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1932                 __isl_take isl_set *set1,
1933                 __isl_take isl_set *set2);
1934         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1935                 __isl_take isl_map *map1,
1936                 __isl_take isl_map *map2);
1937         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1938                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1939                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1940         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1941                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1942                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1944 =item * Application
1946         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1947                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1948                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1949         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1950                 __isl_take isl_set *set,
1951                 __isl_take isl_map *map);
1952         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1953                 __isl_take isl_union_set *uset,
1954                 __isl_take isl_union_map *umap);
1955         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1956                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1957                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1958         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1959                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1960                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1961         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1962                 __isl_take isl_map *map1,
1963                 __isl_take isl_map *map2);
1964         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1965                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1966                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1967         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1968                 __isl_take isl_map *map1,
1969                 __isl_take isl_map *map2);
1970         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1971                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1972                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1974 =item * Cartesian Product
1976         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1977                 __isl_take isl_set *set1,
1978                 __isl_take isl_set *set2);
1979         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1980                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1981                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1982         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1983                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1984                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1985         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1986                 __isl_take isl_map *map1,
1987                 __isl_take isl_map *map2);
1988         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1989                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1990                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1991         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1992                 __isl_take isl_map *map1,
1993                 __isl_take isl_map *map2);
1994         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1995                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1996                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1998 The above functions compute the cross product of the given
1999 sets or relations.  The domains and ranges of the results
2000 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
2001 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
2002 instead.
2004         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
2005                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
2006                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
2007         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
2008                 __isl_take isl_set *set1,
2009                 __isl_take isl_set *set2);
2010         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
2011                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2012                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2013         __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(
2014                 __isl_take isl_map *map1,
2015                 __isl_take isl_map *map2);
2016         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_flat_range_product(
2017                 __isl_take isl_union_map *umap1,
2018                 __isl_take isl_union_map *umap2);
2019         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
2020                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
2021                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
2022         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
2023                 __isl_take isl_map *map1,
2024                 __isl_take isl_map *map2);
2026 =item * Simplification
2028         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
2029                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2030                 __isl_take isl_basic_set *context);
2031         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
2032                 __isl_take isl_set *context);
2033         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
2034                 __isl_take isl_union_set *uset,
2035                 __isl_take isl_union_set *context);
2036         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
2037                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2038                 __isl_take isl_basic_map *context);
2039         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
2040                 __isl_take isl_map *context);
2041         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
2042                 __isl_take isl_union_map *umap,
2043                 __isl_take isl_union_map *context);
2045 The gist operation returns a set or relation that has the
2046 same intersection with the context as the input set or relation.
2047 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
2048 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
2049 are removed.
2050 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
2051 per space.
2053 =back
2055 =head3 Lexicographic Optimization
2057 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
2058 the following functions
2059 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
2060 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
2061 that satisfy C<dom>.
2062 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2063 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
2064 has no elements.
2065 In other words, the union of the parameter values
2066 for which the result is non-empty and of C<*empty>
2067 is equal to C<dom>.
2069         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
2070                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2071                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2072                 __isl_give isl_set **empty);
2073         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
2074                 __isl_take isl_basic_set *bset,
2075                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2076                 __isl_give isl_set **empty);
2077         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
2078                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2079                 __isl_give isl_set **empty);
2080         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
2081                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
2082                 __isl_give isl_set **empty);
2084 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
2085 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
2086 of the elements in C<set> (or C<bset>).
2087 In case of union sets, the optimum is computed per space.
2089         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
2090                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2091         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
2092                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2093         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
2094                 __isl_take isl_set *set);
2095         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
2096                 __isl_take isl_set *set);
2097         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
2098                 __isl_take isl_union_set *uset);
2099         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
2100                 __isl_take isl_union_set *uset);
2102 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
2103 the following functions
2104 compute a relation that maps each element of C<dom>
2105 to the single lexicographic minimum or maximum
2106 of the elements that are associated to that same
2107 element in C<map> (or C<bmap>).
2108 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
2109 that contains the elements in C<dom> that do not map
2110 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
2111 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
2112 is equal to C<dom>.
2114         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
2115                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2116                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2117                 __isl_give isl_set **empty);
2118         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
2119                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2120                 __isl_take isl_basic_set *dom,
2121                 __isl_give isl_set **empty);
2122         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
2123                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2124                 __isl_give isl_set **empty);
2125         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
2126                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
2127                 __isl_give isl_set **empty);
2129 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
2130 return a map mapping each element in the domain of
2131 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
2132 of all elements associated to that element.
2133 In case of union relations, the optimum is computed per space.
2135         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
2136                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2137         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
2138                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
2139         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
2140                 __isl_take isl_map *map);
2141         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
2142                 __isl_take isl_map *map);
2143         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
2144                 __isl_take isl_union_map *umap);
2145         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
2146                 __isl_take isl_union_map *umap);
2148 =head2 Lists
2150 Lists are defined over several element types, including
2151 C<isl_aff>, C<isl_basic_set> and C<isl_set>.
2152 Here we take lists of C<isl_set>s as an example.
2153 Lists can be created, copied and freed using the following functions.
2155         #include <isl/list.h>
2156         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_alloc(
2157                 isl_ctx *ctx, int n);
2158         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_copy(
2159                 __isl_keep isl_set_list *list);
2160         __isl_give isl_set_list *isl_set_list_add(
2161                 __isl_take isl_set_list *list,
2162                 __isl_take isl_set *el);
2163         void isl_set_list_free(__isl_take isl_set_list *list);
2165 C<isl_set_list_alloc> creates an empty list with a capacity for
2166 C<n> elements.
2168 Lists can be inspected using the following functions.
2170         #include <isl/list.h>
2171         isl_ctx *isl_set_list_get_ctx(__isl_keep isl_set_list *list);
2172         int isl_set_list_n_set(__isl_keep isl_set_list *list);
2173         __isl_give struct isl_set *isl_set_list_get_set(
2174                 __isl_keep isl_set_list *list, int index);
2175         int isl_set_list_foreach(__isl_keep isl_set_list *list,
2176                 int (*fn)(__isl_take struct isl_set *el, void *user),
2177                 void *user);
2179 Lists can be printed using
2181         #include <isl/list.h>
2182         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set_list(
2183                 __isl_take isl_printer *p,
2184                 __isl_keep isl_set_list *list);
2186 =head2 Matrices
2188 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
2190         #include <isl/mat.h>
2191         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2192                 unsigned n_row, unsigned n_col);
2193         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
2194         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
2196 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
2197 The elements can be changed and inspected using the following functions.
2199         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
2200         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
2201         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
2202         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
2203                 int row, int col, isl_int *v);
2204         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
2205                 int row, int col, isl_int v);
2206         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
2207                 int row, int col, int v);
2209 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
2210 In that case, the value of C<*v> is undefined.
2212 The following function can be used to compute the (right) inverse
2213 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
2214 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
2215 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
2217         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
2219 The following function can be used to compute the (right) kernel
2220 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
2221 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
2223         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
2225 =head2 Piecewise Quasi Affine Expressions
2227 The zero quasi affine expression can be created using
2229         __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(
2230                 __isl_take isl_local_space *ls);
2232 A quasi affine expression can also be initialized from an C<isl_div>:
2234         #include <isl/div.h>
2235         __isl_give isl_aff *isl_aff_from_div(__isl_take isl_div *div);
2237 An empty piecewise quasi affine expression (one with no cells)
2238 or a piecewise quasi affine expression with a single cell can
2239 be created using the following functions.
2241         #include <isl/aff.h>
2242         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_empty(
2243                 __isl_take isl_dim *dim);
2244         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_alloc(
2245                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_aff *aff);
2247 Quasi affine expressions can be copied and freed using
2249         #include <isl/aff.h>
2250         __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff);
2251         void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff);
2253         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_copy(
2254                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2255         void *isl_pw_aff_free(__isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2257 A (rational) bound on a dimension can be extracted from an C<isl_constraint>
2258 using the following function.  The constraint is required to have
2259 a non-zero coefficient for the specified dimension.
2261         #include <isl/constraint.h>
2262         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_bound(
2263                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
2264                 enum isl_dim_type type, int pos);
2266 The entire affine expression of the constraint can also be extracted
2267 using the following function.
2269         #include <isl/constraint.h>
2270         __isl_give isl_aff *isl_constraint_get_aff(
2271                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
2273 Conversely, an equality constraint equating
2274 the affine expression to zero or an inequality constraint enforcing
2275 the affine expression to be non-negative, can be constructed using
2277         __isl_give isl_constraint *isl_equality_from_aff(
2278                 __isl_take isl_aff *aff);
2279         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_from_aff(
2280                 __isl_take isl_aff *aff);
2282 The expression can be inspected using
2284         #include <isl/aff.h>
2285         isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff);
2286         int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff,
2287                 enum isl_dim_type type);
2288         __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(
2289                 __isl_keep isl_aff *aff);
2290         const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
2291                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2292         int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff,
2293                 isl_int *v);
2294         int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
2295                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2296         int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff,
2297                 isl_int *v);
2298         __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(
2299                 __isl_keep isl_aff *aff, int pos);
2301         int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
2302                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2303         int isl_pw_aff_involves_dims(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2304                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2306         isl_ctx *isl_pw_aff_get_ctx(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2307         unsigned isl_pw_aff_dim(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff,
2308                 enum isl_dim_type type);
2309         int isl_pw_aff_is_empty(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2311 It can be modified using
2313         #include <isl/aff.h>
2314         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(
2315                 __isl_take isl_aff *aff, enum isl_dim_type type,
2316                 unsigned pos, const char *s);
2317         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(
2318                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2319         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(
2320                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2321         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(
2322                 __isl_take isl_aff *aff,
2323                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2324         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(
2325                 __isl_take isl_aff *aff,
2326                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2327         __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(
2328                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2330         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(
2331                 __isl_take isl_aff *aff, isl_int v);
2332         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(
2333                 __isl_take isl_aff *aff, int v);
2334         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(
2335                 __isl_take isl_aff *aff,
2336                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2337         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(
2338                 __isl_take isl_aff *aff,
2339                 enum isl_dim_type type, int pos, int v);
2341         __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(
2342                 __isl_take isl_aff *aff,
2343                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2344         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_insert_dims(
2345                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2346                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2347         __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(
2348                 __isl_take isl_aff *aff,
2349                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2350         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(
2351                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2352                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
2353         __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(
2354                 __isl_take isl_aff *aff,
2355                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2356         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_drop_dims(
2357                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2358                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
2360 Note that the C<set_constant> and C<set_coefficient> functions
2361 set the I<numerator> of the constant or coefficient, while
2362 C<add_constant> and C<add_coefficient> add an integer value to
2363 the possibly rational constant or coefficient.
2365 To check whether an affine expressions is obviously zero
2366 or obviously equal to some other affine expression, use
2368         #include <isl/aff.h>
2369         int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff);
2370         int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1,
2371                 __isl_keep isl_aff *aff2);
2373 Operations include
2375         #include <isl/aff.h>
2376         __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
2377                 __isl_take isl_aff *aff2);
2378         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(
2379                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2380                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2381         __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
2382                 __isl_take isl_aff *aff2);
2383         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_sub(
2384                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2385                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2386         __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff);
2387         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_neg(
2388                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2389         __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff);
2390         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(
2391                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2392         __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff);
2393         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(
2394                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2395         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff,
2396                 isl_int f);
2397         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale(
2398                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2399         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff,
2400                 isl_int f);
2401         __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(
2402                 __isl_take isl_aff *aff, unsigned f);
2403         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(
2404                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int f);
2406         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_coalesce(
2407                 __isl_take isl_pw_aff *pwqp);
2409         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_align_params(
2410                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2411                 __isl_take isl_dim *model);
2413         __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
2414                 __isl_take isl_set *context);
2415         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_gist(
2416                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff,
2417                 __isl_take isl_set *context);
2419         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_domain(
2420                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2422         __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(
2423                 __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2);
2424         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(
2425                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2426                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2427         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(
2428                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2429                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2430         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(
2431                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2432                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2433         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(
2434                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2435                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2436         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(
2437                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2438                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2440 The function C<isl_aff_ge_basic_set> returns a basic set
2441 containing those elements in the shared space
2442 of C<aff1> and C<aff2> where C<aff1> is greater than or equal to C<aff2>.
2443 The function C<isl_aff_ge_set> returns a set
2444 containing those elements in the shared domain
2445 of C<pwaff1> and C<pwaff2> where C<pwaff1> is greater than or equal to C<pwaff2>.
2447         #include <isl/aff.h>
2448         __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(
2449                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff);
2451 The function C<isl_pw_aff_nonneg_set> returns a set
2452 containing those elements in the domain
2453 of C<pwaff> where C<pwaff> is non-negative.
2455         #include <isl/aff.h>
2456         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(
2457                 __isl_take isl_set *cond,
2458                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true,
2459                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false);
2461 The function C<isl_pw_aff_cond> performs a conditional operator
2462 and returns an expression that is equal to C<pwaff_true>
2463 for elements in C<cond> and equal to C<pwaff_false> for elements
2464 not in C<cond>.
2466         #include <isl/aff.h>
2467         __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(
2468                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
2469                 __isl_take isl_pw_aff *pwaff2);
2471 The function C<isl_pw_aff_max> computes a piecewise quasi-affine
2472 expression with a domain that is the union of those of C<pwaff1> and
2473 C<pwaff2> and such that on each cell, the quasi-affine expression is
2474 the maximum of those of C<pwaff1> and C<pwaff2>.  If only one of
2475 C<pwaff1> or C<pwaff2> is defined on a given cell, then the
2476 associated expression is the defined one.
2478 An expression can be printed using
2480         #include <isl/aff.h>
2481         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_aff(
2482                 __isl_take isl_printer *p, __isl_keep isl_aff *aff);
2484         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_aff(
2485                 __isl_take isl_printer *p,
2486                 __isl_keep isl_pw_aff *pwaff);
2488 =head2 Points
2490 Points are elements of a set.  They can be used to construct
2491 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
2492 individual elements of a set.
2493 The zero point (the origin) can be created using
2495         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
2497 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
2498 using
2500         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
2501                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
2502         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
2503                 __isl_take isl_point *pnt,
2504                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
2506         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
2507                 __isl_take isl_point *pnt,
2508                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2509         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
2510                 __isl_take isl_point *pnt,
2511                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
2513 Other properties can be obtained using
2515         isl_ctx *isl_point_get_ctx(__isl_keep isl_point *pnt);
2517 Points can be copied or freed using
2519         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
2520                 __isl_keep isl_point *pnt);
2521         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
2523 A singleton set can be created from a point using
2525         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
2526                 __isl_take isl_point *pnt);
2527         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
2528                 __isl_take isl_point *pnt);
2530 and a box can be created from two opposite extremal points using
2532         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
2533                 __isl_take isl_point *pnt1,
2534                 __isl_take isl_point *pnt2);
2535         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
2536                 __isl_take isl_point *pnt1,
2537                 __isl_take isl_point *pnt2);
2539 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
2540 the following functions.
2542         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
2543                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2544                 void *user);
2545         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
2546                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
2547                 void *user);
2549 The function C<fn> is called for each integer point in
2550 C<set> with as second argument the last argument of
2551 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2552 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2553 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2554 enumerating and return C<-1> as well.
2555 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2556 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2558 To obtain a single point of a (basic) set, use
2560         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2561                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2562         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2563                 __isl_take isl_set *set);
2565 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2566 resulting point will be ``void'', a property that can be
2567 tested using
2569         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2571 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2573 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2574 a parametric point to a rational value.
2575 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2576 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2577 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2578 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2579 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2580 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2581 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2582 the value is assumed to be zero.
2583 For example, the piecewise quasipolynomial
2585         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2587 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2588 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2589 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2590 defined over different domains.
2591 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2592 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2593 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2594 the number of points in the map
2596         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2598 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2600 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2601 using the following functions.
2603         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2604                 __isl_take isl_printer *p,
2605                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2607         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2608                 __isl_take isl_printer *p,
2609                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2611         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2612                 __isl_take isl_printer *p,
2613                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2615 The output format of the printer
2616 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2617 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2618 is supported.
2619 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2620 to set the names of all dimensions
2622         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2623                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2624                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2625                 const char *s);
2626         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2627         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2628                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2629                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2630                 const char *s);
2632 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2634 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2635 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2636 operations such as addition and multiplication
2637 on the resulting quasipolynomials
2639         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2640                 __isl_take isl_dim *dim);
2641         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2642                 __isl_take isl_dim *dim);
2643         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2644                 __isl_take isl_dim *dim);
2645         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2646                 __isl_take isl_dim *dim);
2647         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2648                 __isl_take isl_dim *dim);
2649         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2650                 __isl_take isl_dim *dim,
2651                 const isl_int n, const isl_int d);
2652         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2653                 __isl_take isl_div *div);
2654         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2655                 __isl_take isl_dim *dim,
2656                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2657         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_from_aff(
2658                 __isl_take isl_aff *aff);
2660 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2661 with a single cell can be created using the following functions.
2662 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2663 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2665         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2666                 __isl_take isl_dim *dim);
2667         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2668                 __isl_take isl_set *set,
2669                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2671         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2672                 __isl_take isl_dim *dim);
2673         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2674                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2675         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2676                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2677                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2679 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2680 functions.
2682         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2683                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2684         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2686         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2687                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2688         void *isl_pw_qpolynomial_free(
2689                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2691         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2692                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2693         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2694                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2696 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2698 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2699 piecewise quasipolynomial, use the following function
2701         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2702                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2703                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2704                 void *user);
2706 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2707 specification, use
2709         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2710         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2711                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2712                 __isl_take isl_dim *dim);
2714 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2715 use either of the following two functions
2717         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2718                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2719                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2720                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2721                           void *user), void *user);
2722         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2723                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2724                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2725                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2726                           void *user), void *user);
2728 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2729 and C<-1> on failure.  The difference between
2730 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2731 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2732 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2733 compute unique representations for all existentially quantified
2734 variables and then turn these existentially quantified variables
2735 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2736 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2737 will not have any existentially quantified variables, but that
2738 the dimensions of the sets may be different for different
2739 invocations of C<fn>.
2741 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2744         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2745                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2746                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2747                           void *user), void *user);
2749 The terms themselves can be inspected and freed using
2750 these functions
2752         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2753                 enum isl_dim_type type);
2754         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2755                 isl_int *n);
2756         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2757                 isl_int *d);
2758         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2759                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2760         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2761                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2762         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2764 Each term is a product of parameters, set variables and
2765 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2766 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2767 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2768 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2769 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2771 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2773 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2774 use the following function.
2776         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2777                 isl_int *n, isl_int *d);
2779 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2780 then the numerator and denominator of the constant
2781 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2783 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2785         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_scale(
2786                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, isl_int v);
2787         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2788                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2789         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2790                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2791                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2792         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2793                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2794                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2795         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2796                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2797                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2798         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2799                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2801         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2802                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2803                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2804         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2805                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2806                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2807         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2808                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2809                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2810         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2811                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2812         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2813                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2814                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2816         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2817                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2818                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2819         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2820                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2821                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2822         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2823                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2824                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2826         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2827                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2828                 __isl_take isl_point *pnt);
2830         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2831                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2832                 __isl_take isl_point *pnt);
2834         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2835                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2836         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2837                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2838                 __isl_take isl_set *set);
2840         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2841                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2842         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2843                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2844                 __isl_take isl_union_set *uset);
2846         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_align_params(
2847                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2848                 __isl_take isl_dim *model);
2850         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2851                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2853         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
2854                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2855                 __isl_take isl_set *context);
2857         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2858                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2859                 __isl_take isl_set *context);
2861         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2862                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2863                 __isl_take isl_union_set *context);
2865 The gist operation applies the gist operation to each of
2866 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2867 The context is also exploited
2868 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2870         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2871                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2872         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2873         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2874                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2876 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2877 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2878 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2879 will lie somewhere in between.
2881 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2883 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2884 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2885 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2886 The objects are mainly used to represent the result of
2887 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2888 i.e., as the result of the following function.
2890         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2891                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2892                 enum isl_fold type, int *tight);
2894         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2895                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2896                 enum isl_fold type, int *tight);
2898 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2899 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2900 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2901 of the parameters there is at least
2902 one element in the domain that reaches the bound.
2903 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2904 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2905 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2906 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2907 wrapped relation becomes the domain of the result.
2909 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2910 following functions.
2912         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2913                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2914         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2915                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2916         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2917                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2918         void isl_qpolynomial_fold_free(
2919                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2920         void *isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2921                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2922         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2923                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2925 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2927 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2928 using the following function.
2930         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2931                 __isl_take isl_printer *p,
2932                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2933         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2934                 __isl_take isl_printer *p,
2935                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2937 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2938 output format of the printer
2939 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2940 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2941 output format of the printer
2942 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2943 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2944 to set the names of all dimensions
2946         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2947         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2948                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2949                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2950                 const char *s);
2952 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2954 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2955 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2957         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2958                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2959                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2960                             void *user), void *user);
2962 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2963 use either of the following two functions
2965         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2966                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2967                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2968                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2969                           void *user), void *user);
2970         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2971                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2972                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2973                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2974                           void *user), void *user);
2976 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2977 of the difference between these two functions.
2979 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2981         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2982                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2983                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2984                           void *user), void *user);
2986 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2988         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_scale(
2989                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold, isl_int v);
2991         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2992                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2993                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2995         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2996                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2997                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2999         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
3000                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
3001                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
3003         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
3004                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3005                 __isl_take isl_point *pnt);
3007         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
3008                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3009                 __isl_take isl_point *pnt);
3011         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
3012                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3013         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
3014                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3015                 __isl_take isl_union_set *uset);
3017         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3018                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
3020         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
3021                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
3023         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
3024                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3025                 __isl_take isl_set *context);
3027         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
3028                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3029                 __isl_take isl_union_set *context);
3031 The gist operation applies the gist operation to each of
3032 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
3033 In future, the operation will also exploit the context
3034 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
3036         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3037         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
3038                 __isl_take isl_set *set,
3039                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3040                 int *tight);
3041         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
3042         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
3043                 __isl_take isl_map *map,
3044                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
3045                 int *tight);
3046         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3047         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3048                 __isl_take isl_union_set *uset,
3049                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3050                 int *tight);
3051         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
3052         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
3053                 __isl_take isl_union_map *umap,
3054                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
3055                 int *tight);
3057 The functions taking a map
3058 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
3059 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
3060 over all elements in the intersection of the range of the map
3061 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
3062 as a function of an element in the domain of the map.
3063 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
3064 intersection of the set and the domain of the
3065 piecewise quasipolynomial reduction.
3067 =head2 Dependence Analysis
3069 C<isl> contains specialized functionality for performing
3070 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
3071 and a collection of possible I<source> access relations,
3072 C<isl> can compute relations that describe
3073 for each iteration of the sink access, which iteration
3074 of which of the source access relations was the last
3075 to access the same data element before the given iteration
3076 of the sink access.
3077 To compute standard flow dependences, the sink should be
3078 a read, while the sources should be writes.
3079 If any of the source accesses are marked as being I<may>
3080 accesses, then there will be a dependence to the last
3081 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
3082 this last I<must> access.
3083 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
3084 then memory based dependence analysis is performed.
3085 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
3086 then value based dependence analysis is performed.
3088         #include <isl/flow.h>
3090         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
3092         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
3093                 __isl_take isl_map *sink,
3094                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
3095                 int max_source);
3096         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
3097                 __isl_take isl_access_info *acc,
3098                 __isl_take isl_map *source, int must,
3099                 void *source_user);
3100         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
3102         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
3103                 __isl_take isl_access_info *acc);
3105         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
3106                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
3107                           void *dep_user, void *user),
3108                 void *user);
3109         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
3110                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
3111         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
3113 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
3114 dependence analysis.  The other functions are used to construct
3115 the input for this function or to read off the output.
3117 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
3118 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
3119 The arguments to this functions are the sink access relation
3120 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
3121 access to the user, a callback function for specifying the
3122 relative order of source and sink accesses, and the number
3123 of source access relations that will be added.
3124 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
3125 The function is called with two user supplied tokens identifying
3126 either a source or the sink and it should return the shared nesting
3127 level and the relative order of the two accesses.
3128 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
3129 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
3130 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
3131 it should return I<2 * n>.
3132 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
3133 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
3134 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
3135 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
3136 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
3137 of the relation accesses I<all> elements in its image.
3138 The C<source_user> token is again used to identify
3139 the source access.  The range of the source access relation
3140 C<source> should have the same dimension as the range
3141 of the sink access relation.
3142 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
3143 called explicitly, because it is called implicitly by
3144 C<isl_access_info_compute_flow>.
3146 The result of the dependence analysis is collected in an
3147 C<isl_flow>.  There may be elements of
3148 the sink access for which no preceding source access could be
3149 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
3150 The relations containing these elements can be obtained through
3151 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
3152 and the second with C<must> unset.
3153 In the case of standard flow dependence analysis,
3154 with the sink a read and the sources I<must> writes,
3155 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
3156 array elements and the second relation is empty.
3157 The actual flow dependences can be extracted using
3158 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
3159 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
3160 a source and the sink.  The callback function is called
3161 with four arguments, the actual flow dependence relation
3162 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
3163 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
3164 identifying the source and an additional C<void *> with value
3165 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
3166 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
3167 source and if it is not followed by any I<may> sources.
3169 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
3170 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
3172 A higher-level interface to dependence analysis is provided
3173 by the following function.
3175         #include <isl/flow.h>
3177         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
3178                 __isl_take isl_union_map *must_source,
3179                 __isl_take isl_union_map *may_source,
3180                 __isl_take isl_union_map *schedule,
3181                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
3182                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
3183                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
3184                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
3186 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
3187 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
3188 of the domains of the accesses and of the schedule.
3189 The relative order of the iteration domains is given by the
3190 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
3191 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
3192 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
3193 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
3194 any of the other arguments is treated as an error.
3196 =head2 Scheduling
3198 B<The functionality described in this section is fairly new
3199 and may be subject to change.>
3201 The following function can be used to compute a schedule
3202 for a union of domains.  The generated schedule respects
3203 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
3204 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
3205 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
3206 the dependence distances over C<proximity> dependences.
3207 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
3208 for groups of domains where the dependence distances have only
3209 non-negative values.
3210 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
3211 of C<Pluto>.
3213         #include <isl/schedule.h>
3214         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
3215                 __isl_take isl_union_set *domain,
3216                 __isl_take isl_union_map *validity,
3217                 __isl_take isl_union_map *proximity);
3218         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
3220 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
3221 from an C<isl_schedule> using the following function.
3223         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
3224                 __isl_keep isl_schedule *sched);
3226 A representation of the schedule can be printed using
3227          
3228         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(
3229                 __isl_take isl_printer *p,
3230                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3232 A representation of the schedule as a forest of bands can be obtained
3233 using the following function.
3235         __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3236                 __isl_keep isl_schedule *schedule);
3238 The list can be manipulated as explained in L<"Lists">.
3239 The bands inside the list can be copied and freed using the following
3240 functions.
3242         #include <isl/band.h>
3243         __isl_give isl_band *isl_band_copy(
3244                 __isl_keep isl_band *band);
3245         void *isl_band_free(__isl_take isl_band *band);
3247 Each band contains zero or more scheduling dimensions.
3248 These are referred to as the members of the band.
3249 The section of the schedule that corresponds to the band is
3250 referred to as the partial schedule of the band.
3251 For those nodes that participate in a band, the outer scheduling
3252 dimensions form the prefix schedule, while the inner scheduling
3253 dimensions form the suffix schedule.
3254 That is, if we take a cut of the band forest, then the union of
3255 the concatenations of the prefix, partial and suffix schedules of
3256 each band in the cut is equal to the entire schedule (modulo
3257 some possible padding at the end with zero scheduling dimensions).
3258 The properties of a band can be inspected using the following functions.
3260         #include <isl/band.h>
3261         isl_ctx *isl_band_get_ctx(__isl_keep isl_band *band);
3263         int isl_band_has_children(__isl_keep isl_band *band);
3264         __isl_give isl_band_list *isl_band_get_children(
3265                 __isl_keep isl_band *band);
3267         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_prefix_schedule(
3268                 __isl_keep isl_band *band);
3269         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_partial_schedule(
3270                 __isl_keep isl_band *band);
3271         __isl_give isl_union_map *isl_band_get_suffix_schedule(
3272                 __isl_keep isl_band *band);
3274         int isl_band_n_member(__isl_keep isl_band *band);
3275         int isl_band_member_is_zero_distance(
3276                 __isl_keep isl_band *band, int pos);
3278 Note that a scheduling dimension is considered to be ``zero
3279 distance'' if it does not carry any proximity dependences
3280 within its band.
3281 That is, if the dependence distances of the proximity
3282 dependences are all zero in that direction (for fixed
3283 iterations of outer bands).
3285 A representation of the band can be printed using
3287         #include <isl/band.h>
3288         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_band(
3289                 __isl_take isl_printer *p,
3290                 __isl_keep isl_band *band);
3292 =head2 Parametric Vertex Enumeration
3294 The parametric vertex enumeration described in this section
3295 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
3296 library.
3298         #include <isl/vertices.h>
3299         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
3300                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
3302 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
3303 actual computation of the parametric vertices and the chamber
3304 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
3305 This information can be queried by either iterating over all
3306 the vertices or iterating over all the chambers or cells
3307 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
3309         int isl_vertices_foreach_vertex(
3310                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3311                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3312                 void *user);
3314         int isl_vertices_foreach_cell(
3315                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
3316                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
3317                 void *user);
3318         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
3319                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
3320                 void *user);
3322 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
3323 the following.
3325         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
3326                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3327         int isl_vertices_get_n_vertices(
3328                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
3329         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
3331 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
3333         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3334         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
3335         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
3336                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3337         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
3338                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
3339         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
3341 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
3342 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
3343 of the vertex.
3344 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
3345 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
3346 and should not be mixed with integer sets.
3348 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
3350         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
3351         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
3352                 __isl_keep isl_cell *cell);
3353         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
3355 =head1 Applications
3357 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
3358 it also contains some basic applications that use some
3359 of the functionality of C<isl>.
3360 The input may be specified in either the L<isl format>
3361 or the L<PolyLib format>.
3363 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
3365 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
3366 an integer element of the polyhedron, if there is any.
3367 The first column in the output is the denominator and is always
3368 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
3369 then a vector of length zero is printed.
3371 =head2 C<isl_pip>
3373 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
3374 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
3375 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
3376 of constraints on a parametric polyhedron.
3377 The coefficients of the parameters appear in the last columns
3378 (but before the final constant column).
3379 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
3380 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
3381 is just a dump of the internal state.
3383 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
3385 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
3386 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
3387 If an affine objective function
3388 is given, then the constant should appear in the last column.
3390 =head2 C<isl_polytope_scan>
3392 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
3393 all integer points in the polytope.