export isl_qpolynomial_gist
[isl.git] / doc / user.pod
blob5c3c14e3d5779417713da9ba8b3fc08010ac10f8
1 =head1 Introduction
3 C<isl> is a thread-safe C library for manipulating
4 sets and relations of integer points bounded by affine constraints.
5 The descriptions of the sets and relations may involve
6 both parameters and existentially quantified variables.
7 All computations are performed in exact integer arithmetic
8 using C<GMP>.
9 The C<isl> library offers functionality that is similar
10 to that offered by the C<Omega> and C<Omega+> libraries,
11 but the underlying algorithms are in most cases completely different.
13 The library is by no means complete and some fairly basic
14 functionality is still missing.
15 Still, even in its current form, the library has been successfully
16 used as a backend polyhedral library for the polyhedral
17 scanner C<CLooG> and as part of an equivalence checker of
18 static affine programs.
19 For bug reports, feature requests and questions,
20 visit the the discussion group at
21 L<http://groups.google.com/group/isl-development>.
23 =head2 Backward Incompatible Changes
25 =head3 Changes since isl-0.02
27 =over
29 =item * The old printing functions have been deprecated
30 and replaced by C<isl_printer> functions, see L<Input and Output>.
32 =item * Most functions related to dependence analysis have acquired
33 an extra C<must> argument.  To obtain the old behavior, this argument
34 should be given the value 1.  See L<Dependence Analysis>.
36 =back
38 =head3 Changes since isl-0.03
40 =over
42 =item * The function C<isl_pw_qpolynomial_fold_add> has been
43 renamed to C<isl_pw_qpolynomial_fold_fold>.
44 Similarly, C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_add> has been
45 renamed to C<isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold>.
47 =back
49 =head3 Changes since isl-0.04
51 =over
53 =item * All header files have been renamed from C<isl_header.h>
54 to C<isl/header.h>.
56 =back
58 =head3 Changes since isl-0.05
60 =over
62 =item * The functions C<isl_printer_print_basic_set> and
63 C<isl_printer_print_basic_map> no longer print a newline.
65 =item * The functions C<isl_flow_get_no_source>
66 and C<isl_union_map_compute_flow> now return
67 the accesses for which no source could be found instead of
68 the iterations where those accesses occur.
70 =item * The functions C<isl_basic_map_identity> and
71 C<isl_map_identity> now take the dimension specification
72 of a B<map> as input.  An old call
73 C<isl_map_identity(dim)> can be rewritten to
74 C<isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim))>.
76 =item * The function C<isl_map_power> no longer takes
77 a parameter position as input.  Instead, the exponent
78 is now expressed as the domain of the resulting relation.
80 =back
82 =head1 Installation
84 The source of C<isl> can be obtained either as a tarball
85 or from the git repository.  Both are available from
86 L<http://freshmeat.net/projects/isl/>.
87 The installation process depends on how you obtained
88 the source.
90 =head2 Installation from the git repository
92 =over
94 =item 1 Clone or update the repository
96 The first time the source is obtained, you need to clone
97 the repository.
99         git clone git://repo.or.cz/isl.git
101 To obtain updates, you need to pull in the latest changes
103         git pull
105 =item 2 Generate C<configure>
107         ./autogen.sh
109 =back
111 After performing the above steps, continue
112 with the L<Common installation instructions>.
114 =head2 Common installation instructions
116 =over
118 =item 1 Obtain C<GMP>
120 Building C<isl> requires C<GMP>, including its headers files.
121 Your distribution may not provide these header files by default
122 and you may need to install a package called C<gmp-devel> or something
123 similar.  Alternatively, C<GMP> can be built from
124 source, available from L<http://gmplib.org/>.
126 =item 2 Configure
128 C<isl> uses the standard C<autoconf> C<configure> script.
129 To run it, just type
131         ./configure
133 optionally followed by some configure options.
134 A complete list of options can be obtained by running
136         ./configure --help
138 Below we discuss some of the more common options.
140 C<isl> can optionally use C<piplib>, but no
141 C<piplib> functionality is currently used by default.
142 The C<--with-piplib> option can
143 be used to specify which C<piplib>
144 library to use, either an installed version (C<system>),
145 an externally built version (C<build>)
146 or no version (C<no>).  The option C<build> is mostly useful
147 in C<configure> scripts of larger projects that bundle both C<isl>
148 and C<piplib>.
150 =over
152 =item C<--prefix>
154 Installation prefix for C<isl>
156 =item C<--with-gmp-prefix>
158 Installation prefix for C<GMP> (architecture-independent files).
160 =item C<--with-gmp-exec-prefix>
162 Installation prefix for C<GMP> (architecture-dependent files).
164 =item C<--with-piplib>
166 Which copy of C<piplib> to use, either C<no> (default), C<system> or C<build>.
168 =item C<--with-piplib-prefix>
170 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-independent files).
172 =item C<--with-piplib-exec-prefix>
174 Installation prefix for C<system> C<piplib> (architecture-dependent files).
176 =item C<--with-piplib-builddir>
178 Location where C<build> C<piplib> was built.
180 =back
182 =item 3 Compile
184         make
186 =item 4 Install (optional)
188         make install
190 =back
192 =head1 Library
194 =head2 Initialization
196 All manipulations of integer sets and relations occur within
197 the context of an C<isl_ctx>.
198 A given C<isl_ctx> can only be used within a single thread.
199 All arguments of a function are required to have been allocated
200 within the same context.
201 There are currently no functions available for moving an object
202 from one C<isl_ctx> to another C<isl_ctx>.  This means that
203 there is currently no way of safely moving an object from one
204 thread to another, unless the whole C<isl_ctx> is moved.
206 An C<isl_ctx> can be allocated using C<isl_ctx_alloc> and
207 freed using C<isl_ctx_free>.
208 All objects allocated within an C<isl_ctx> should be freed
209 before the C<isl_ctx> itself is freed.
211         isl_ctx *isl_ctx_alloc();
212         void isl_ctx_free(isl_ctx *ctx);
214 =head2 Integers
216 All operations on integers, mainly the coefficients
217 of the constraints describing the sets and relations,
218 are performed in exact integer arithmetic using C<GMP>.
219 However, to allow future versions of C<isl> to optionally
220 support fixed integer arithmetic, all calls to C<GMP>
221 are wrapped inside C<isl> specific macros.
222 The basic type is C<isl_int> and the operations below
223 are available on this type.
224 The meanings of these operations are essentially the same
225 as their C<GMP> C<mpz_> counterparts.
226 As always with C<GMP> types, C<isl_int>s need to be
227 initialized with C<isl_int_init> before they can be used
228 and they need to be released with C<isl_int_clear>
229 after the last use.
230 The user should not assume that an C<isl_int> is represented
231 as a C<mpz_t>, but should instead explicitly convert between
232 C<mpz_t>s and C<isl_int>s using C<isl_int_set_gmp> and
233 C<isl_int_get_gmp> whenever a C<mpz_t> is required.
235 =over
237 =item isl_int_init(i)
239 =item isl_int_clear(i)
241 =item isl_int_set(r,i)
243 =item isl_int_set_si(r,i)
245 =item isl_int_set_gmp(r,g)
247 =item isl_int_get_gmp(i,g)
249 =item isl_int_abs(r,i)
251 =item isl_int_neg(r,i)
253 =item isl_int_swap(i,j)
255 =item isl_int_swap_or_set(i,j)
257 =item isl_int_add_ui(r,i,j)
259 =item isl_int_sub_ui(r,i,j)
261 =item isl_int_add(r,i,j)
263 =item isl_int_sub(r,i,j)
265 =item isl_int_mul(r,i,j)
267 =item isl_int_mul_ui(r,i,j)
269 =item isl_int_addmul(r,i,j)
271 =item isl_int_submul(r,i,j)
273 =item isl_int_gcd(r,i,j)
275 =item isl_int_lcm(r,i,j)
277 =item isl_int_divexact(r,i,j)
279 =item isl_int_cdiv_q(r,i,j)
281 =item isl_int_fdiv_q(r,i,j)
283 =item isl_int_fdiv_r(r,i,j)
285 =item isl_int_fdiv_q_ui(r,i,j)
287 =item isl_int_read(r,s)
289 =item isl_int_print(out,i,width)
291 =item isl_int_sgn(i)
293 =item isl_int_cmp(i,j)
295 =item isl_int_cmp_si(i,si)
297 =item isl_int_eq(i,j)
299 =item isl_int_ne(i,j)
301 =item isl_int_lt(i,j)
303 =item isl_int_le(i,j)
305 =item isl_int_gt(i,j)
307 =item isl_int_ge(i,j)
309 =item isl_int_abs_eq(i,j)
311 =item isl_int_abs_ne(i,j)
313 =item isl_int_abs_lt(i,j)
315 =item isl_int_abs_gt(i,j)
317 =item isl_int_abs_ge(i,j)
319 =item isl_int_is_zero(i)
321 =item isl_int_is_one(i)
323 =item isl_int_is_negone(i)
325 =item isl_int_is_pos(i)
327 =item isl_int_is_neg(i)
329 =item isl_int_is_nonpos(i)
331 =item isl_int_is_nonneg(i)
333 =item isl_int_is_divisible_by(i,j)
335 =back
337 =head2 Sets and Relations
339 C<isl> uses six types of objects for representing sets and relations,
340 C<isl_basic_set>, C<isl_basic_map>, C<isl_set>, C<isl_map>,
341 C<isl_union_set> and C<isl_union_map>.
342 C<isl_basic_set> and C<isl_basic_map> represent sets and relations that
343 can be described as a conjunction of affine constraints, while
344 C<isl_set> and C<isl_map> represent unions of
345 C<isl_basic_set>s and C<isl_basic_map>s, respectively.
346 However, all C<isl_basic_set>s or C<isl_basic_map>s in the union need
347 to have the same dimension.  C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s
348 represent unions of C<isl_set>s or C<isl_map>s of I<different> dimensions,
349 where dimensions with different space names
350 (see L<Dimension Specifications>) are considered different as well.
351 The difference between sets and relations (maps) is that sets have
352 one set of variables, while relations have two sets of variables,
353 input variables and output variables.
355 =head2 Memory Management
357 Since a high-level operation on sets and/or relations usually involves
358 several substeps and since the user is usually not interested in
359 the intermediate results, most functions that return a new object
360 will also release all the objects passed as arguments.
361 If the user still wants to use one or more of these arguments
362 after the function call, she should pass along a copy of the
363 object rather than the object itself.
364 The user is then responsible for making sure that the original
365 object gets used somewhere else or is explicitly freed.
367 The arguments and return values of all documents functions are
368 annotated to make clear which arguments are released and which
369 arguments are preserved.  In particular, the following annotations
370 are used
372 =over
374 =item C<__isl_give>
376 C<__isl_give> means that a new object is returned.
377 The user should make sure that the returned pointer is
378 used exactly once as a value for an C<__isl_take> argument.
379 In between, it can be used as a value for as many
380 C<__isl_keep> arguments as the user likes.
381 There is one exception, and that is the case where the
382 pointer returned is C<NULL>.  Is this case, the user
383 is free to use it as an C<__isl_take> argument or not.
385 =item C<__isl_take>
387 C<__isl_take> means that the object the argument points to
388 is taken over by the function and may no longer be used
389 by the user as an argument to any other function.
390 The pointer value must be one returned by a function
391 returning an C<__isl_give> pointer.
392 If the user passes in a C<NULL> value, then this will
393 be treated as an error in the sense that the function will
394 not perform its usual operation.  However, it will still
395 make sure that all the the other C<__isl_take> arguments
396 are released.
398 =item C<__isl_keep>
400 C<__isl_keep> means that the function will only use the object
401 temporarily.  After the function has finished, the user
402 can still use it as an argument to other functions.
403 A C<NULL> value will be treated in the same way as
404 a C<NULL> value for an C<__isl_take> argument.
406 =back
408 =head2 Dimension Specifications
410 Whenever a new set or relation is created from scratch,
411 its dimension needs to be specified using an C<isl_dim>.
413         #include <isl/dim.h>
414         __isl_give isl_dim *isl_dim_alloc(isl_ctx *ctx,
415                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out);
416         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_alloc(isl_ctx *ctx,
417                 unsigned nparam, unsigned dim);
418         __isl_give isl_dim *isl_dim_copy(__isl_keep isl_dim *dim);
419         void isl_dim_free(__isl_take isl_dim *dim);
420         unsigned isl_dim_size(__isl_keep isl_dim *dim,
421                 enum isl_dim_type type);
423 The dimension specification used for creating a set
424 needs to be created using C<isl_dim_set_alloc>, while
425 that for creating a relation
426 needs to be created using C<isl_dim_alloc>.
427 C<isl_dim_size> can be used
428 to find out the number of dimensions of each type in
429 a dimension specification, where type may be
430 C<isl_dim_param>, C<isl_dim_in> (only for relations),
431 C<isl_dim_out> (only for relations), C<isl_dim_set>
432 (only for sets) or C<isl_dim_all>.
434 It is often useful to create objects that live in the
435 same space as some other object.  This can be accomplished
436 by creating the new objects
437 (see L<Creating New Sets and Relations> or
438 L<Creating New (Piecewise) Quasipolynomials>) based on the dimension
439 specification of the original object.
441         #include <isl/set.h>
442         __isl_give isl_dim *isl_basic_set_get_dim(
443                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
444         __isl_give isl_dim *isl_set_get_dim(__isl_keep isl_set *set);
446         #include <isl/union_set.h>
447         __isl_give isl_dim *isl_union_set_get_dim(
448                 __isl_keep isl_union_set *uset);
450         #include <isl/map.h>
451         __isl_give isl_dim *isl_basic_map_get_dim(
452                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
453         __isl_give isl_dim *isl_map_get_dim(__isl_keep isl_map *map);
455         #include <isl/union_map.h>
456         __isl_give isl_dim *isl_union_map_get_dim(
457                 __isl_keep isl_union_map *umap);
459         #include <isl/constraint.h>
460         __isl_give isl_dim *isl_constraint_get_dim(
461                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
463         #include <isl/polynomial.h>
464         __isl_give isl_dim *isl_qpolynomial_get_dim(
465                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
466         __isl_give isl_dim *isl_pw_qpolynomial_get_dim(
467                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
468         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_get_dim(
469                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
470         __isl_give isl_dim *isl_union_pw_qpolynomial_fold_get_dim(
471                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
473 The names of the individual dimensions may be set or read off
474 using the following functions.
476         #include <isl/dim.h>
477         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_name(__isl_take isl_dim *dim,
478                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos,
479                                  __isl_keep const char *name);
480         __isl_keep const char *isl_dim_get_name(__isl_keep isl_dim *dim,
481                                  enum isl_dim_type type, unsigned pos);
483 Note that C<isl_dim_get_name> returns a pointer to some internal
484 data structure, so the result can only be used while the
485 corresponding C<isl_dim> is alive.
486 Also note that every function that operates on two sets or relations
487 requires that both arguments have the same parameters.  This also
488 means that if one of the arguments has named parameters, then the
489 other needs to have named parameters too and the names need to match.
490 Pairs of C<isl_union_set> and/or C<isl_union_map> arguments may
491 have different parameters (as long as they are named), in which case
492 the result will have as parameters the union of the parameters of
493 the arguments.
495 The names of entire spaces may be set or read off
496 using the following functions.
498         #include <isl/dim.h>
499         __isl_give isl_dim *isl_dim_set_tuple_name(
500                 __isl_take isl_dim *dim,
501                 enum isl_dim_type type, const char *s);
502         const char *isl_dim_get_tuple_name(__isl_keep isl_dim *dim,
503                 enum isl_dim_type type);
505 The C<dim> argument needs to be one of C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out>
506 or C<isl_dim_set>.  As with C<isl_dim_get_name>,
507 the C<isl_dim_get_tuple_name> function returns a pointer to some internal
508 data structure.
509 Binary operations require the corresponding spaces of their arguments
510 to have the same name.
512 Spaces can be nested.  In particular, the domain of a set or
513 the domain or range of a relation can be a nested relation.
514 The following functions can be used to construct and deconstruct
515 such nested dimension specifications.
517         #include <isl/dim.h>
518         int isl_dim_is_wrapping(__isl_keep isl_dim *dim);
519         __isl_give isl_dim *isl_dim_wrap(__isl_take isl_dim *dim);
520         __isl_give isl_dim *isl_dim_unwrap(__isl_take isl_dim *dim);
522 The input to C<isl_dim_is_wrapping> and C<isl_dim_unwrap> should
523 be the dimension specification of a set, while that of
524 C<isl_dim_wrap> should be the dimension specification of a relation.
525 Conversely, the output of C<isl_dim_unwrap> is the dimension specification
526 of a relation, while that of C<isl_dim_wrap> is the dimension specification
527 of a set.
529 Dimension specifications can be created from other dimension
530 specifications using the following functions.
532         __isl_give isl_dim *isl_dim_domain(__isl_take isl_dim *dim);
533         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_domain(__isl_take isl_dim *dim);
534         __isl_give isl_dim *isl_dim_range(__isl_take isl_dim *dim);
535         __isl_give isl_dim *isl_dim_from_range(__isl_take isl_dim *dim);
536         __isl_give isl_dim *isl_dim_reverse(__isl_take isl_dim *dim);
537         __isl_give isl_dim *isl_dim_join(__isl_take isl_dim *left,
538                 __isl_take isl_dim *right);
539         __isl_give isl_dim *isl_dim_insert(__isl_take isl_dim *dim,
540                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n);
541         __isl_give isl_dim *isl_dim_add(__isl_take isl_dim *dim,
542                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
543         __isl_give isl_dim *isl_dim_drop(__isl_take isl_dim *dim,
544                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
545         __isl_give isl_dim *isl_dim_map_from_set(
546                 __isl_take isl_dim *dim);
547         __isl_give isl_dim *isl_dim_zip(__isl_take isl_dim *dim);
549 Note that if dimensions are added or removed from a space, then
550 the name and the internal structure are lost.
552 =head2 Input and Output
554 C<isl> supports its own input/output format, which is similar
555 to the C<Omega> format, but also supports the C<PolyLib> format
556 in some cases.
558 =head3 C<isl> format
560 The C<isl> format is similar to that of C<Omega>, but has a different
561 syntax for describing the parameters and allows for the definition
562 of an existentially quantified variable as the integer division
563 of an affine expression.
564 For example, the set of integers C<i> between C<0> and C<n>
565 such that C<i % 10 <= 6> can be described as
567         [n] -> { [i] : exists (a = [i/10] : 0 <= i and i <= n and
568                                 i - 10 a <= 6) }
570 A set or relation can have several disjuncts, separated
571 by the keyword C<or>.  Each disjunct is either a conjunction
572 of constraints or a projection (C<exists>) of a conjunction
573 of constraints.  The constraints are separated by the keyword
574 C<and>.
576 =head3 C<PolyLib> format
578 If the represented set is a union, then the first line
579 contains a single number representing the number of disjuncts.
580 Otherwise, a line containing the number C<1> is optional.
582 Each disjunct is represented by a matrix of constraints.
583 The first line contains two numbers representing
584 the number of rows and columns,
585 where the number of rows is equal to the number of constraints
586 and the number of columns is equal to two plus the number of variables.
587 The following lines contain the actual rows of the constraint matrix.
588 In each row, the first column indicates whether the constraint
589 is an equality (C<0>) or inequality (C<1>).  The final column
590 corresponds to the constant term.
592 If the set is parametric, then the coefficients of the parameters
593 appear in the last columns before the constant column.
594 The coefficients of any existentially quantified variables appear
595 between those of the set variables and those of the parameters.
597 =head3 Extended C<PolyLib> format
599 The extended C<PolyLib> format is nearly identical to the
600 C<PolyLib> format.  The only difference is that the line
601 containing the number of rows and columns of a constraint matrix
602 also contains four additional numbers:
603 the number of output dimensions, the number of input dimensions,
604 the number of local dimensions (i.e., the number of existentially
605 quantified variables) and the number of parameters.
606 For sets, the number of ``output'' dimensions is equal
607 to the number of set dimensions, while the number of ``input''
608 dimensions is zero.
610 =head3 Input
612         #include <isl/set.h>
613         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_file(
614                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
615         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_read_from_str(
616                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
617         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_file(isl_ctx *ctx,
618                 FILE *input, int nparam);
619         __isl_give isl_set *isl_set_read_from_str(isl_ctx *ctx,
620                 const char *str, int nparam);
622         #include <isl/map.h>
623         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_file(
624                 isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
625         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_read_from_str(
626                 isl_ctx *ctx, const char *str, int nparam);
627         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_file(
628                 struct isl_ctx *ctx, FILE *input, int nparam);
629         __isl_give isl_map *isl_map_read_from_str(isl_ctx *ctx,
630                 const char *str, int nparam);
632         #include <isl/union_set.h>
633         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_file(
634                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
635         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_read_from_str(
636                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
638         #include <isl/union_map.h>
639         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_file(
640                 isl_ctx *ctx, FILE *input);
641         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_read_from_str(
642                 struct isl_ctx *ctx, const char *str);
644 The input format is autodetected and may be either the C<PolyLib> format
645 or the C<isl> format.
646 C<nparam> specifies how many of the final columns in
647 the C<PolyLib> format correspond to parameters.
648 If input is given in the C<isl> format, then the number
649 of parameters needs to be equal to C<nparam>.
650 If C<nparam> is negative, then any number of parameters
651 is accepted in the C<isl> format and zero parameters
652 are assumed in the C<PolyLib> format.
654 =head3 Output
656 Before anything can be printed, an C<isl_printer> needs to
657 be created.
659         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_file(isl_ctx *ctx,
660                 FILE *file);
661         __isl_give isl_printer *isl_printer_to_str(isl_ctx *ctx);
662         void isl_printer_free(__isl_take isl_printer *printer);
663         __isl_give char *isl_printer_get_str(
664                 __isl_keep isl_printer *printer);
666 The behavior of the printer can be modified in various ways
668         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_output_format(
669                 __isl_take isl_printer *p, int output_format);
670         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_indent(
671                 __isl_take isl_printer *p, int indent);
672         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_prefix(
673                 __isl_take isl_printer *p, const char *prefix);
674         __isl_give isl_printer *isl_printer_set_suffix(
675                 __isl_take isl_printer *p, const char *suffix);
677 The C<output_format> may be either C<ISL_FORMAT_ISL>, C<ISL_FORMAT_OMEGA>,
678 C<ISL_FORMAT_POLYLIB>, C<ISL_FORMAT_EXT_POLYLIB> or C<ISL_FORMAT_LATEX>
679 and defaults to C<ISL_FORMAT_ISL>.
680 Each line in the output is indented by C<indent> spaces
681 (default: 0), prefixed by C<prefix> and suffixed by C<suffix>.
682 In the C<PolyLib> format output,
683 the coefficients of the existentially quantified variables
684 appear between those of the set variables and those
685 of the parameters.
687 To actually print something, use
689         #include <isl/set.h>
690         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_set(
691                 __isl_take isl_printer *printer,
692                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
693         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_set(
694                 __isl_take isl_printer *printer,
695                 __isl_keep isl_set *set);
697         #include <isl/map.h>
698         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_basic_map(
699                 __isl_take isl_printer *printer,
700                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
701         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_map(
702                 __isl_take isl_printer *printer,
703                 __isl_keep isl_map *map);
705         #include <isl/union_set.h>
706         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_set(
707                 __isl_take isl_printer *p,
708                 __isl_keep isl_union_set *uset);
710         #include <isl/union_map.h>
711         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_map(
712                 __isl_take isl_printer *p,
713                 __isl_keep isl_union_map *umap);
715 When called on a file printer, the following function flushes
716 the file.  When called on a string printer, the buffer is cleared.
718         __isl_give isl_printer *isl_printer_flush(
719                 __isl_take isl_printer *p);
721 =head2 Creating New Sets and Relations
723 C<isl> has functions for creating some standard sets and relations.
725 =over
727 =item * Empty sets and relations
729         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(
730                 __isl_take isl_dim *dim);
731         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(
732                 __isl_take isl_dim *dim);
733         __isl_give isl_set *isl_set_empty(
734                 __isl_take isl_dim *dim);
735         __isl_give isl_map *isl_map_empty(
736                 __isl_take isl_dim *dim);
737         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_empty(
738                 __isl_take isl_dim *dim);
739         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_empty(
740                 __isl_take isl_dim *dim);
742 For C<isl_union_set>s and C<isl_union_map>s, the dimensions specification
743 is only used to specify the parameters.
745 =item * Universe sets and relations
747         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(
748                 __isl_take isl_dim *dim);
749         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(
750                 __isl_take isl_dim *dim);
751         __isl_give isl_set *isl_set_universe(
752                 __isl_take isl_dim *dim);
753         __isl_give isl_map *isl_map_universe(
754                 __isl_take isl_dim *dim);
755         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_universe(
756                 __isl_take isl_union_set *uset);
757         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_universe(
758                 __isl_take isl_union_map *umap);
760 The sets and relations constructed by the functions above
761 contain all integer values, while those constructed by the
762 functions below only contain non-negative values.
764         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(
765                 __isl_take isl_dim *dim);
766         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(
767                 __isl_take isl_dim *dim);
768         __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(
769                 __isl_take isl_dim *dim);
770         __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(
771                 __isl_take isl_dim *dim);
773 =item * Identity relations
775         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(
776                 __isl_take isl_dim *dim);
777         __isl_give isl_map *isl_map_identity(
778                 __isl_take isl_dim *dim);
780 The number of input and output dimensions in C<dim> needs
781 to be the same.
783 =item * Lexicographic order
785         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(
786                 __isl_take isl_dim *set_dim);
787         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(
788                 __isl_take isl_dim *set_dim);
789         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(
790                 __isl_take isl_dim *set_dim);
791         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(
792                 __isl_take isl_dim *set_dim);
793         __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(
794                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
795         __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(
796                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
797         __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(
798                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
799         __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(
800                 __isl_take isl_dim *dim, unsigned n);
802 The first four functions take a dimension specification for a B<set>
803 and return relations that express that the elements in the domain
804 are lexicographically less
805 (C<isl_map_lex_lt>), less or equal (C<isl_map_lex_le>),
806 greater (C<isl_map_lex_gt>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge>)
807 than the elements in the range.
808 The last four functions take a dimension specification for a map
809 and return relations that express that the first C<n> dimensions
810 in the domain are lexicographically less
811 (C<isl_map_lex_lt_first>), less or equal (C<isl_map_lex_le_first>),
812 greater (C<isl_map_lex_gt_first>) or greater or equal (C<isl_map_lex_ge_first>)
813 than the first C<n> dimensions in the range.
815 =back
817 A basic set or relation can be converted to a set or relation
818 using the following functions.
820         __isl_give isl_set *isl_set_from_basic_set(
821                 __isl_take isl_basic_set *bset);
822         __isl_give isl_map *isl_map_from_basic_map(
823                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
825 Sets and relations can be converted to union sets and relations
826 using the following functions.
828         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_map(
829                 __isl_take isl_map *map);
830         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_from_set(
831                 __isl_take isl_set *set);
833 Sets and relations can be copied and freed again using the following
834 functions.
836         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_copy(
837                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
838         __isl_give isl_set *isl_set_copy(__isl_keep isl_set *set);
839         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_copy(
840                 __isl_keep isl_union_set *uset);
841         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_copy(
842                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
843         __isl_give isl_map *isl_map_copy(__isl_keep isl_map *map);
844         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_copy(
845                 __isl_keep isl_union_map *umap);
846         void isl_basic_set_free(__isl_take isl_basic_set *bset);
847         void isl_set_free(__isl_take isl_set *set);
848         void isl_union_set_free(__isl_take isl_union_set *uset);
849         void isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap);
850         void isl_map_free(__isl_take isl_map *map);
851         void isl_union_map_free(__isl_take isl_union_map *umap);
853 Other sets and relations can be constructed by starting
854 from a universe set or relation, adding equality and/or
855 inequality constraints and then projecting out the
856 existentially quantified variables, if any.
857 Constraints can be constructed, manipulated and
858 added to basic sets and relations using the following functions.
860         #include <isl/constraint.h>
861         __isl_give isl_constraint *isl_equality_alloc(
862                 __isl_take isl_dim *dim);
863         __isl_give isl_constraint *isl_inequality_alloc(
864                 __isl_take isl_dim *dim);
865         void isl_constraint_set_constant(
866                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int v);
867         void isl_constraint_set_coefficient(
868                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
869                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
870         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_constraint(
871                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
872                 __isl_take isl_constraint *constraint);
873         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraint(
874                 __isl_take isl_basic_set *bset,
875                 __isl_take isl_constraint *constraint);
877 For example, to create a set containing the even integers
878 between 10 and 42, you would use the following code.
880         isl_int v;
881         struct isl_dim *dim;
882         struct isl_constraint *c;
883         struct isl_basic_set *bset;
885         isl_int_init(v);
886         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
887         bset = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(dim));
889         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(dim));
890         isl_int_set_si(v, -1);
891         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
892         isl_int_set_si(v, 2);
893         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
894         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
896         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(dim));
897         isl_int_set_si(v, -10);
898         isl_constraint_set_constant(c, v);
899         isl_int_set_si(v, 1);
900         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
901         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
903         c = isl_inequality_alloc(dim);
904         isl_int_set_si(v, 42);
905         isl_constraint_set_constant(c, v);
906         isl_int_set_si(v, -1);
907         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
908         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
910         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 1, 1);
912         isl_int_clear(v);
914 Or, alternatively,
916         struct isl_basic_set *bset;
917         bset = isl_basic_set_read_from_str(ctx,
918                 "{[i] : exists (a : i = 2a and i >= 10 and i <= 42)}", -1);
920 A basic set or relation can also be constructed from two matrices
921 describing the equalities and the inequalities.
923         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
924                 __isl_take isl_dim *dim,
925                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
926                 enum isl_dim_type c1,
927                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
928                 enum isl_dim_type c4);
929         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
930                 __isl_take isl_dim *dim,
931                 __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq,
932                 enum isl_dim_type c1,
933                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
934                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
936 The C<isl_dim_type> arguments indicate the order in which
937 different kinds of variables appear in the input matrices
938 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
939 C<isl_dim_set> and C<isl_dim_div> for sets and
940 of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
941 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div> for relations.
943 =head2 Inspecting Sets and Relations
945 Usually, the user should not have to care about the actual constraints
946 of the sets and maps, but should instead apply the abstract operations
947 explained in the following sections.
948 Occasionally, however, it may be required to inspect the individual
949 coefficients of the constraints.  This section explains how to do so.
950 In these cases, it may also be useful to have C<isl> compute
951 an explicit representation of the existentially quantified variables.
953         __isl_give isl_set *isl_set_compute_divs(
954                 __isl_take isl_set *set);
955         __isl_give isl_map *isl_map_compute_divs(
956                 __isl_take isl_map *map);
957         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_compute_divs(
958                 __isl_take isl_union_set *uset);
959         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_compute_divs(
960                 __isl_take isl_union_map *umap);
962 This explicit representation defines the existentially quantified
963 variables as integer divisions of the other variables, possibly
964 including earlier existentially quantified variables.
965 An explicitly represented existentially quantified variable therefore
966 has a unique value when the values of the other variables are known.
967 If, furthermore, the same existentials, i.e., existentials
968 with the same explicit representations, should appear in the
969 same order in each of the disjuncts of a set or map, then the user should call
970 either of the following functions.
972         __isl_give isl_set *isl_set_align_divs(
973                 __isl_take isl_set *set);
974         __isl_give isl_map *isl_map_align_divs(
975                 __isl_take isl_map *map);
977 Alternatively, the existentially quantified variables can be removed
978 using the following functions, which compute an overapproximation.
980         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
981                 __isl_take isl_basic_set *bset);
982         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
983                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
984         __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(
985                 __isl_take isl_set *set);
986         __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(
987                 __isl_take isl_map *map);
989 To iterate over all the sets or maps in a union set or map, use
991         int isl_union_set_foreach_set(__isl_keep isl_union_set *uset,
992                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set, void *user),
993                 void *user);
994         int isl_union_map_foreach_map(__isl_keep isl_union_map *umap,
995                 int (*fn)(__isl_take isl_map *map, void *user),
996                 void *user);
998 The number of sets or maps in a union set or map can be obtained
999 from
1001         int isl_union_set_n_set(__isl_keep isl_union_set *uset);
1002         int isl_union_map_n_map(__isl_keep isl_union_map *umap);
1004 To extract the set or map from a union with a given dimension
1005 specification, use
1007         __isl_give isl_set *isl_union_set_extract_set(
1008                 __isl_keep isl_union_set *uset,
1009                 __isl_take isl_dim *dim);
1010         __isl_give isl_map *isl_union_map_extract_map(
1011                 __isl_keep isl_union_map *umap,
1012                 __isl_take isl_dim *dim);
1014 To iterate over all the basic sets or maps in a set or map, use
1016         int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
1017                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user),
1018                 void *user);
1019         int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
1020                 int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user),
1021                 void *user);
1023 The callback function C<fn> should return 0 if successful and
1024 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1025 occurs, the above functions will return -1.
1027 It should be noted that C<isl> does not guarantee that
1028 the basic sets or maps passed to C<fn> are disjoint.
1029 If this is required, then the user should call one of
1030 the following functions first.
1032         __isl_give isl_set *isl_set_make_disjoint(
1033                 __isl_take isl_set *set);
1034         __isl_give isl_map *isl_map_make_disjoint(
1035                 __isl_take isl_map *map);
1037 The number of basic sets in a set can be obtained
1038 from
1040         int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set);
1042 To iterate over the constraints of a basic set or map, use
1044         #include <isl/constraint.h>
1046         int isl_basic_map_foreach_constraint(
1047                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1048                 int (*fn)(__isl_take isl_constraint *c, void *user),
1049                 void *user);
1050         void isl_constraint_free(struct isl_constraint *c);
1052 Again, the callback function C<fn> should return 0 if successful and
1053 -1 if an error occurs.  In the latter case, or if any other error
1054 occurs, the above functions will return -1.
1055 The constraint C<c> represents either an equality or an inequality.
1056 Use the following function to find out whether a constraint
1057 represents an equality.  If not, it represents an inequality.
1059         int isl_constraint_is_equality(
1060                 __isl_keep isl_constraint *constraint);
1062 The coefficients of the constraints can be inspected using
1063 the following functions.
1065         void isl_constraint_get_constant(
1066                 __isl_keep isl_constraint *constraint, isl_int *v);
1067         void isl_constraint_get_coefficient(
1068                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1069                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1071 The explicit representations of the existentially quantified
1072 variables can be inspected using the following functions.
1073 Note that the user is only allowed to use these functions
1074 if the inspected set or map is the result of a call
1075 to C<isl_set_compute_divs> or C<isl_map_compute_divs>.
1077         __isl_give isl_div *isl_constraint_div(
1078                 __isl_keep isl_constraint *constraint, int pos);
1079         isl_ctx *isl_div_get_ctx(__isl_keep isl_div *div);
1080         void isl_div_get_constant(__isl_keep isl_div *div,
1081                 isl_int *v);
1082         void isl_div_get_denominator(__isl_keep isl_div *div,
1083                 isl_int *v);
1084         void isl_div_get_coefficient(__isl_keep isl_div *div,
1085                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1087 To obtain the constraints of a basic set or map in matrix
1088 form, use the following functions.
1090         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
1091                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1092                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1093                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1094         __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
1095                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1096                 enum isl_dim_type c1, enum isl_dim_type c2,
1097                 enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4);
1098         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
1099                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1100                 enum isl_dim_type c1,
1101                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1102                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1103         __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
1104                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1105                 enum isl_dim_type c1,
1106                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
1107                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5);
1109 The C<isl_dim_type> arguments dictate the order in which
1110 different kinds of variables appear in the resulting matrix
1111 and should be a permutation of C<isl_dim_cst>, C<isl_dim_param>,
1112 C<isl_dim_in>, C<isl_dim_out> and C<isl_dim_div>.
1114 The names of the domain and range spaces of a set or relation can be
1115 read off using the following functions.
1117         const char *isl_basic_set_get_tuple_name(
1118                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1119         const char *isl_set_get_tuple_name(
1120                 __isl_keep isl_set *set);
1121         const char *isl_basic_map_get_tuple_name(
1122                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1123                 enum isl_dim_type type);
1124         const char *isl_map_get_tuple_name(
1125                 __isl_keep isl_map *map,
1126                 enum isl_dim_type type);
1128 As with C<isl_dim_get_tuple_name>, the value returned points to
1129 an internal data structure.
1130 The names of individual dimensions can be read off using
1131 the following functions.
1133         const char *isl_constraint_get_dim_name(
1134                 __isl_keep isl_constraint *constraint,
1135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1136         const char *isl_basic_set_get_dim_name(
1137                 __isl_keep isl_basic_set *bset,
1138                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1139         const char *isl_set_get_dim_name(
1140                 __isl_keep isl_set *set,
1141                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1142         const char *isl_basic_map_get_dim_name(
1143                 __isl_keep isl_basic_map *bmap,
1144                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1145         const char *isl_map_get_dim_name(
1146                 __isl_keep isl_map *map,
1147                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
1149 These functions are mostly useful to obtain the names
1150 of the parameters.
1152 =head2 Properties
1154 =head3 Unary Properties
1156 =over
1158 =item * Emptiness
1160 The following functions test whether the given set or relation
1161 contains any integer points.  The ``plain'' variants do not perform
1162 any computations, but simply check if the given set or relation
1163 is already known to be empty.
1165         int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1166         int isl_basic_set_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1167         int isl_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1168         int isl_set_is_empty(__isl_keep isl_set *set);
1169         int isl_union_set_is_empty(__isl_keep isl_union_set *uset);
1170         int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1171         int isl_basic_map_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1172         int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1173         int isl_map_is_empty(__isl_keep isl_map *map);
1174         int isl_union_map_is_empty(__isl_keep isl_union_map *umap);
1176 =item * Universality
1178         int isl_basic_set_is_universe(__isl_keep isl_basic_set *bset);
1179         int isl_basic_map_is_universe(__isl_keep isl_basic_map *bmap);
1180         int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set);
1182 =item * Single-valuedness
1184         int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map);
1185         int isl_union_map_is_single_valued(__isl_keep isl_union_map *umap);
1187 =item * Injectivity
1189         int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1190         int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map);
1191         int isl_union_map_plain_is_injective(
1192                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1193         int isl_union_map_is_injective(
1194                 __isl_keep isl_union_map *umap);
1196 =item * Bijectivity
1198         int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map);
1199         int isl_union_map_is_bijective(__isl_keep isl_union_map *umap);
1201 =item * Wrapping
1203 The following functions check whether the domain of the given
1204 (basic) set is a wrapped relation.
1206         int isl_basic_set_is_wrapping(
1207                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
1208         int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set);
1210 =item * Internal Product
1212         int isl_basic_map_can_zip(
1213                 __isl_keep isl_basic_map *bmap);
1214         int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map);
1216 Check whether the product of domain and range of the given relation
1217 can be computed,
1218 i.e., whether both domain and range are nested relations.
1220 =back
1222 =head3 Binary Properties
1224 =over
1226 =item * Equality
1228         int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1229                 __isl_keep isl_set *set2);
1230         int isl_set_is_equal(__isl_keep isl_set *set1,
1231                 __isl_keep isl_set *set2);
1232         int isl_union_set_is_equal(
1233                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1234                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1235         int isl_basic_map_is_equal(
1236                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1237                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1238         int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1239                 __isl_keep isl_map *map2);
1240         int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1,
1241                 __isl_keep isl_map *map2);
1242         int isl_union_map_is_equal(
1243                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1244                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1246 =item * Disjointness
1248         int isl_set_plain_is_disjoint(__isl_keep isl_set *set1,
1249                 __isl_keep isl_set *set2);
1251 =item * Subset
1253         int isl_set_is_subset(__isl_keep isl_set *set1,
1254                 __isl_keep isl_set *set2);
1255         int isl_set_is_strict_subset(
1256                 __isl_keep isl_set *set1,
1257                 __isl_keep isl_set *set2);
1258         int isl_union_set_is_subset(
1259                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1260                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1261         int isl_union_set_is_strict_subset(
1262                 __isl_keep isl_union_set *uset1,
1263                 __isl_keep isl_union_set *uset2);
1264         int isl_basic_map_is_subset(
1265                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1266                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1267         int isl_basic_map_is_strict_subset(
1268                 __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
1269                 __isl_keep isl_basic_map *bmap2);
1270         int isl_map_is_subset(
1271                 __isl_keep isl_map *map1,
1272                 __isl_keep isl_map *map2);
1273         int isl_map_is_strict_subset(
1274                 __isl_keep isl_map *map1,
1275                 __isl_keep isl_map *map2);
1276         int isl_union_map_is_subset(
1277                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1278                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1279         int isl_union_map_is_strict_subset(
1280                 __isl_keep isl_union_map *umap1,
1281                 __isl_keep isl_union_map *umap2);
1283 =back
1285 =head2 Unary Operations
1287 =over
1289 =item * Complement
1291         __isl_give isl_set *isl_set_complement(
1292                 __isl_take isl_set *set);
1294 =item * Inverse map
1296         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(
1297                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1298         __isl_give isl_map *isl_map_reverse(
1299                 __isl_take isl_map *map);
1300         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_reverse(
1301                 __isl_take isl_union_map *umap);
1303 =item * Projection
1305         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1306                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1307                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1308         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
1309                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1310                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1311         __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1312                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1313         __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
1314                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n);
1315         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_domain(
1316                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1317         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_range(
1318                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1319         __isl_give isl_set *isl_map_domain(
1320                 __isl_take isl_map *bmap);
1321         __isl_give isl_set *isl_map_range(
1322                 __isl_take isl_map *map);
1323         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_domain(
1324                 __isl_take isl_union_map *umap);
1325         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_range(
1326                 __isl_take isl_union_map *umap);
1328         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
1329                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1330         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
1331                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1332         __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map);
1333         __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map);
1334         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_domain_map(
1335                 __isl_take isl_union_map *umap);
1336         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_map(
1337                 __isl_take isl_union_map *umap);
1339 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1340 that maps (a wrapped version of) the input relation to its domain or range.
1342 =item * Elimination
1344         __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(
1345                 __isl_take isl_set *set, enum isl_dim_type type,
1346                 unsigned first, unsigned n);
1348 Eliminate the coefficients for the given dimensions from the constraints,
1349 without removing the dimensions.
1351 =item * Identity
1353         __isl_give isl_map *isl_set_identity(
1354                 __isl_take isl_set *set);
1355         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_identity(
1356                 __isl_take isl_union_set *uset);
1358 Construct an identity relation on the given (union) set.
1360 =item * Deltas
1362         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(
1363                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1364         __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map);
1365         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_deltas(
1366                 __isl_take isl_union_map *umap);
1368 These functions return a (basic) set containing the differences
1369 between image elements and corresponding domain elements in the input.
1371         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
1372                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1373         __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(
1374                 __isl_take isl_map *map);
1375         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_deltas_map(
1376                 __isl_take isl_union_map *umap);
1378 The functions above construct a (basic, regular or union) relation
1379 that maps (a wrapped version of) the input relation to its delta set.
1381 =item * Coalescing
1383 Simplify the representation of a set or relation by trying
1384 to combine pairs of basic sets or relations into a single
1385 basic set or relation.
1387         __isl_give isl_set *isl_set_coalesce(__isl_take isl_set *set);
1388         __isl_give isl_map *isl_map_coalesce(__isl_take isl_map *map);
1389         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coalesce(
1390                 __isl_take isl_union_set *uset);
1391         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_coalesce(
1392                 __isl_take isl_union_map *umap);
1394 =item * Detecting equalities
1396         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_detect_equalities(
1397                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1398         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_detect_equalities(
1399                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1400         __isl_give isl_set *isl_set_detect_equalities(
1401                 __isl_take isl_set *set);
1402         __isl_give isl_map *isl_map_detect_equalities(
1403                 __isl_take isl_map *map);
1404         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_detect_equalities(
1405                 __isl_take isl_union_set *uset);
1406         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_detect_equalities(
1407                 __isl_take isl_union_map *umap);
1409 Simplify the representation of a set or relation by detecting implicit
1410 equalities.
1412 =item * Convex hull
1414         __isl_give isl_basic_set *isl_set_convex_hull(
1415                 __isl_take isl_set *set);
1416         __isl_give isl_basic_map *isl_map_convex_hull(
1417                 __isl_take isl_map *map);
1419 If the input set or relation has any existentially quantified
1420 variables, then the result of these operations is currently undefined.
1422 =item * Simple hull
1424         __isl_give isl_basic_set *isl_set_simple_hull(
1425                 __isl_take isl_set *set);
1426         __isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(
1427                 __isl_take isl_map *map);
1428         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_simple_hull(
1429                 __isl_take isl_union_map *umap);
1431 These functions compute a single basic set or relation
1432 that contains the whole input set or relation.
1433 In particular, the output is described by translates
1434 of the constraints describing the basic sets or relations in the input.
1436 =begin latex
1438 (See \autoref{s:simple hull}.)
1440 =end latex
1442 =item * Affine hull
1444         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_affine_hull(
1445                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1446         __isl_give isl_basic_set *isl_set_affine_hull(
1447                 __isl_take isl_set *set);
1448         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_affine_hull(
1449                 __isl_take isl_union_set *uset);
1450         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_affine_hull(
1451                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1452         __isl_give isl_basic_map *isl_map_affine_hull(
1453                 __isl_take isl_map *map);
1454         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_affine_hull(
1455                 __isl_take isl_union_map *umap);
1457 In case of union sets and relations, the affine hull is computed
1458 per space.
1460 =item * Polyhedral hull
1462         __isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(
1463                 __isl_take isl_set *set);
1464         __isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(
1465                 __isl_take isl_map *map);
1466         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_polyhedral_hull(
1467                 __isl_take isl_union_set *uset);
1468         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_polyhedral_hull(
1469                 __isl_take isl_union_map *umap);
1471 These functions compute a single basic set or relation
1472 not involving any existentially quantified variables
1473 that contains the whole input set or relation.
1474 In case of union sets and relations, the polyhedral hull is computed
1475 per space.
1477 =item * Dual
1479 The following functions compute either the set of (rational) coefficient
1480 values of valid constraints for the given set or the set of (rational)
1481 values satisfying the constraints with coefficients from the given set.
1482 Internally, these two sets of functions perform essentially the
1483 same operations, except that the set of coefficients is assumed to
1484 be a cone, while the set of values may be any polyhedron.
1485 The current implementation is based on the Farkas lemma and
1486 Fourier-Motzkin elimination, but this may change or be made optional
1487 in future.  In particular, future implementations may use different
1488 dualization algorithms or skip the elimination step.
1490         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_coefficients(
1491                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1492         __isl_give isl_basic_set *isl_set_coefficients(
1493                 __isl_take isl_set *set);
1494         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_coefficients(
1495                 __isl_take isl_union_set *bset);
1496         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_solutions(
1497                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1498         __isl_give isl_basic_set *isl_set_solutions(
1499                 __isl_take isl_set *set);
1500         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_solutions(
1501                 __isl_take isl_union_set *bset);
1503 =item * Power
1505         __isl_give isl_map *isl_map_power(__isl_take isl_map *map,
1506                 int *exact);
1507         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_power(
1508                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1510 Compute a parametric representation for all positive powers I<k> of C<map>.
1511 The result maps I<k> to a nested relation corresponding to the
1512 I<k>th power of C<map>.
1513 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1514 then C<*exact> is set to C<1>.
1516 =item * Transitive closure
1518         __isl_give isl_map *isl_map_transitive_closure(
1519                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1520         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_transitive_closure(
1521                 __isl_take isl_union_map *umap, int *exact);
1523 Compute the transitive closure of C<map>.
1524 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1525 then C<*exact> is set to C<1>.
1527 =item * Reaching path lengths
1529         __isl_give isl_map *isl_map_reaching_path_lengths(
1530                 __isl_take isl_map *map, int *exact);
1532 Compute a relation that maps each element in the range of C<map>
1533 to the lengths of all paths composed of edges in C<map> that
1534 end up in the given element.
1535 The result may be an overapproximation.  If the result is known to be exact,
1536 then C<*exact> is set to C<1>.
1537 To compute the I<maximal> path length, the resulting relation
1538 should be postprocessed by C<isl_map_lexmax>.
1539 In particular, if the input relation is a dependence relation
1540 (mapping sources to sinks), then the maximal path length corresponds
1541 to the free schedule.
1542 Note, however, that C<isl_map_lexmax> expects the maximum to be
1543 finite, so if the path lengths are unbounded (possibly due to
1544 the overapproximation), then you will get an error message.
1546 =item * Wrapping
1548         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(
1549                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1550         __isl_give isl_set *isl_map_wrap(
1551                 __isl_take isl_map *map);
1552         __isl_give isl_union_set *isl_union_map_wrap(
1553                 __isl_take isl_union_map *umap);
1554         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(
1555                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1556         __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(
1557                 __isl_take isl_set *set);
1558         __isl_give isl_union_map *isl_union_set_unwrap(
1559                 __isl_take isl_union_set *uset);
1561 =item * Flattening
1563 Remove any internal structure of domain (and range) of the given
1564 set or relation.  If there is any such internal structure in the input,
1565 then the name of the space is also removed.
1567         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(
1568                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1569         __isl_give isl_set *isl_set_flatten(
1570                 __isl_take isl_set *set);
1571         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(
1572                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1573         __isl_give isl_map *isl_map_flatten(
1574                 __isl_take isl_map *map);
1576         __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(
1577                 __isl_take isl_set *set);
1579 The function above constructs a relation
1580 that maps the input set to a flattened version of the set.
1582 =item * Lifting
1584 Lift the input set to a space with extra dimensions corresponding
1585 to the existentially quantified variables in the input.
1586 In particular, the result lives in a wrapped map where the domain
1587 is the original space and the range corresponds to the original
1588 existentially quantified variables.
1590         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(
1591                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1592         __isl_give isl_set *isl_set_lift(
1593                 __isl_take isl_set *set);
1594         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lift(
1595                 __isl_take isl_union_set *uset);
1597 =item * Internal Product
1599         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(
1600                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1601         __isl_give isl_map *isl_map_zip(
1602                 __isl_take isl_map *map);
1603         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_zip(
1604                 __isl_take isl_union_map *umap);
1606 Given a relation with nested relations for domain and range,
1607 interchange the range of the domain with the domain of the range.
1609 =item * Dimension manipulation
1611         __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(
1612                 __isl_take isl_set *set,
1613                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1614         __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(
1615                 __isl_take isl_map *map,
1616                 enum isl_dim_type type, unsigned n);
1618 It is usually not advisable to directly change the (input or output)
1619 space of a set or a relation as this removes the name and the internal
1620 structure of the space.  However, the above functions can be useful
1621 to add new parameters.
1623 =back
1625 =head2 Binary Operations
1627 The two arguments of a binary operation not only need to live
1628 in the same C<isl_ctx>, they currently also need to have
1629 the same (number of) parameters.
1631 =head3 Basic Operations
1633 =over
1635 =item * Intersection
1637         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1638                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1639                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1640         __isl_give isl_set *isl_set_intersect(
1641                 __isl_take isl_set *set1,
1642                 __isl_take isl_set *set2);
1643         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_intersect(
1644                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1645                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1646         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1647                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1648                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1649         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1650                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1651                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1652         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1653                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1654                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1655         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(
1656                 __isl_take isl_map *map,
1657                 __isl_take isl_set *set);
1658         __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(
1659                 __isl_take isl_map *map,
1660                 __isl_take isl_set *set);
1661         __isl_give isl_map *isl_map_intersect(
1662                 __isl_take isl_map *map1,
1663                 __isl_take isl_map *map2);
1664         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_domain(
1665                 __isl_take isl_union_map *umap,
1666                 __isl_take isl_union_set *uset);
1667         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect_range(
1668                 __isl_take isl_union_map *umap,
1669                 __isl_take isl_union_set *uset);
1670         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_intersect(
1671                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1672                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1674 =item * Union
1676         __isl_give isl_set *isl_basic_set_union(
1677                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1678                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1679         __isl_give isl_map *isl_basic_map_union(
1680                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1681                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1682         __isl_give isl_set *isl_set_union(
1683                 __isl_take isl_set *set1,
1684                 __isl_take isl_set *set2);
1685         __isl_give isl_map *isl_map_union(
1686                 __isl_take isl_map *map1,
1687                 __isl_take isl_map *map2);
1688         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_union(
1689                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1690                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1691         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_union(
1692                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1693                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1695 =item * Set difference
1697         __isl_give isl_set *isl_set_subtract(
1698                 __isl_take isl_set *set1,
1699                 __isl_take isl_set *set2);
1700         __isl_give isl_map *isl_map_subtract(
1701                 __isl_take isl_map *map1,
1702                 __isl_take isl_map *map2);
1703         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_subtract(
1704                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1705                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1706         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_subtract(
1707                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1708                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1710 =item * Application
1712         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
1713                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1714                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1715         __isl_give isl_set *isl_set_apply(
1716                 __isl_take isl_set *set,
1717                 __isl_take isl_map *map);
1718         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_apply(
1719                 __isl_take isl_union_set *uset,
1720                 __isl_take isl_union_map *umap);
1721         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1722                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1723                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1724         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1725                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1726                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1727         __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(
1728                 __isl_take isl_map *map1,
1729                 __isl_take isl_map *map2);
1730         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_domain(
1731                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1732                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1733         __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(
1734                 __isl_take isl_map *map1,
1735                 __isl_take isl_map *map2);
1736         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_apply_range(
1737                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1738                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1740 =item * Cartesian Product
1742         __isl_give isl_set *isl_set_product(
1743                 __isl_take isl_set *set1,
1744                 __isl_take isl_set *set2);
1745         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_product(
1746                 __isl_take isl_union_set *uset1,
1747                 __isl_take isl_union_set *uset2);
1748         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
1749                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1750                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1751         __isl_give isl_map *isl_map_range_product(
1752                 __isl_take isl_map *map1,
1753                 __isl_take isl_map *map2);
1754         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_range_product(
1755                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1756                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1757         __isl_give isl_map *isl_map_product(
1758                 __isl_take isl_map *map1,
1759                 __isl_take isl_map *map2);
1760         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_product(
1761                 __isl_take isl_union_map *umap1,
1762                 __isl_take isl_union_map *umap2);
1764 The above functions compute the cross product of the given
1765 sets or relations.  The domains and ranges of the results
1766 are wrapped maps between domains and ranges of the inputs.
1767 To obtain a ``flat'' product, use the following functions
1768 instead.
1770         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
1771                 __isl_take isl_basic_set *bset1,
1772                 __isl_take isl_basic_set *bset2);
1773         __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(
1774                 __isl_take isl_set *set1,
1775                 __isl_take isl_set *set2);
1776         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
1777                 __isl_take isl_basic_map *bmap1,
1778                 __isl_take isl_basic_map *bmap2);
1779         __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(
1780                 __isl_take isl_map *map1,
1781                 __isl_take isl_map *map2);
1783 =item * Simplification
1785         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_gist(
1786                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1787                 __isl_take isl_basic_set *context);
1788         __isl_give isl_set *isl_set_gist(__isl_take isl_set *set,
1789                 __isl_take isl_set *context);
1790         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_gist(
1791                 __isl_take isl_union_set *uset,
1792                 __isl_take isl_union_set *context);
1793         __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_gist(
1794                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1795                 __isl_take isl_basic_map *context);
1796         __isl_give isl_map *isl_map_gist(__isl_take isl_map *map,
1797                 __isl_take isl_map *context);
1798         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_gist(
1799                 __isl_take isl_union_map *umap,
1800                 __isl_take isl_union_map *context);
1802 The gist operation returns a set or relation that has the
1803 same intersection with the context as the input set or relation.
1804 Any implicit equality in the intersection is made explicit in the result,
1805 while all inequalities that are redundant with respect to the intersection
1806 are removed.
1807 In case of union sets and relations, the gist operation is performed
1808 per space.
1810 =back
1812 =head3 Lexicographic Optimization
1814 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>) and a zero-dimensional domain C<dom>,
1815 the following functions
1816 compute a set that contains the lexicographic minimum or maximum
1817 of the elements in C<set> (or C<bset>) for those values of the parameters
1818 that satisfy C<dom>.
1819 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1820 that contains the parameter values in C<dom> for which C<set> (or C<bset>)
1821 has no elements.
1822 In other words, the union of the parameter values
1823 for which the result is non-empty and of C<*empty>
1824 is equal to C<dom>.
1826         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
1827                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1828                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1829                 __isl_give isl_set **empty);
1830         __isl_give isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
1831                 __isl_take isl_basic_set *bset,
1832                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1833                 __isl_give isl_set **empty);
1834         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
1835                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1836                 __isl_give isl_set **empty);
1837         __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
1838                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
1839                 __isl_give isl_set **empty);
1841 Given a (basic) set C<set> (or C<bset>), the following functions simply
1842 return a set containing the lexicographic minimum or maximum
1843 of the elements in C<set> (or C<bset>).
1844 In case of union sets, the optimum is computed per space.
1846         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(
1847                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1848         __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(
1849                 __isl_take isl_basic_set *bset);
1850         __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(
1851                 __isl_take isl_set *set);
1852         __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(
1853                 __isl_take isl_set *set);
1854         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmin(
1855                 __isl_take isl_union_set *uset);
1856         __isl_give isl_union_set *isl_union_set_lexmax(
1857                 __isl_take isl_union_set *uset);
1859 Given a (basic) relation C<map> (or C<bmap>) and a domain C<dom>,
1860 the following functions
1861 compute a relation that maps each element of C<dom>
1862 to the single lexicographic minimum or maximum
1863 of the elements that are associated to that same
1864 element in C<map> (or C<bmap>).
1865 If C<empty> is not C<NULL>, then C<*empty> is assigned a set
1866 that contains the elements in C<dom> that do not map
1867 to any elements in C<map> (or C<bmap>).
1868 In other words, the union of the domain of the result and of C<*empty>
1869 is equal to C<dom>.
1871         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
1872                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1873                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1874                 __isl_give isl_set **empty);
1875         __isl_give isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
1876                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
1877                 __isl_take isl_basic_set *dom,
1878                 __isl_give isl_set **empty);
1879         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
1880                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1881                 __isl_give isl_set **empty);
1882         __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
1883                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
1884                 __isl_give isl_set **empty);
1886 Given a (basic) map C<map> (or C<bmap>), the following functions simply
1887 return a map mapping each element in the domain of
1888 C<map> (or C<bmap>) to the lexicographic minimum or maximum
1889 of all elements associated to that element.
1890 In case of union relations, the optimum is computed per space.
1892         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(
1893                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1894         __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(
1895                 __isl_take isl_basic_map *bmap);
1896         __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(
1897                 __isl_take isl_map *map);
1898         __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(
1899                 __isl_take isl_map *map);
1900         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmin(
1901                 __isl_take isl_union_map *umap);
1902         __isl_give isl_union_map *isl_union_map_lexmax(
1903                 __isl_take isl_union_map *umap);
1905 =head2 Matrices
1907 Matrices can be created, copied and freed using the following functions.
1909         #include <isl/mat.h>
1910         __isl_give isl_mat *isl_mat_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1911                 unsigned n_row, unsigned n_col);
1912         __isl_give isl_mat *isl_mat_copy(__isl_keep isl_mat *mat);
1913         void isl_mat_free(__isl_take isl_mat *mat);
1915 Note that the elements of a newly created matrix may have arbitrary values.
1916 The elements can be changed and inspected using the following functions.
1918         isl_ctx *isl_mat_get_ctx(__isl_keep isl_mat *mat);
1919         int isl_mat_rows(__isl_keep isl_mat *mat);
1920         int isl_mat_cols(__isl_keep isl_mat *mat);
1921         int isl_mat_get_element(__isl_keep isl_mat *mat,
1922                 int row, int col, isl_int *v);
1923         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element(__isl_take isl_mat *mat,
1924                 int row, int col, isl_int v);
1925         __isl_give isl_mat *isl_mat_set_element_si(__isl_take isl_mat *mat,
1926                 int row, int col, int v);
1928 C<isl_mat_get_element> will return a negative value if anything went wrong.
1929 In that case, the value of C<*v> is undefined.
1931 The following function can be used to compute the (right) inverse
1932 of a matrix, i.e., a matrix such that the product of the original
1933 and the inverse (in that order) is a multiple of the identity matrix.
1934 The input matrix is assumed to be of full row-rank.
1936         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_inverse(__isl_take isl_mat *mat);
1938 The following function can be used to compute the (right) kernel
1939 (or null space) of a matrix, i.e., a matrix such that the product of
1940 the original and the kernel (in that order) is the zero matrix.
1942         __isl_give isl_mat *isl_mat_right_kernel(__isl_take isl_mat *mat);
1944 =head2 Points
1946 Points are elements of a set.  They can be used to construct
1947 simple sets (boxes) or they can be used to represent the
1948 individual elements of a set.
1949 The zero point (the origin) can be created using
1951         __isl_give isl_point *isl_point_zero(__isl_take isl_dim *dim);
1953 The coordinates of a point can be inspected, set and changed
1954 using
1956         void isl_point_get_coordinate(__isl_keep isl_point *pnt,
1957                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v);
1958         __isl_give isl_point *isl_point_set_coordinate(
1959                 __isl_take isl_point *pnt,
1960                 enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v);
1962         __isl_give isl_point *isl_point_add_ui(
1963                 __isl_take isl_point *pnt,
1964                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1965         __isl_give isl_point *isl_point_sub_ui(
1966                 __isl_take isl_point *pnt,
1967                 enum isl_dim_type type, int pos, unsigned val);
1969 Points can be copied or freed using
1971         __isl_give isl_point *isl_point_copy(
1972                 __isl_keep isl_point *pnt);
1973         void isl_point_free(__isl_take isl_point *pnt);
1975 A singleton set can be created from a point using
1977         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_point(
1978                 __isl_take isl_point *pnt);
1979         __isl_give isl_set *isl_set_from_point(
1980                 __isl_take isl_point *pnt);
1982 and a box can be created from two opposite extremal points using
1984         __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_box_from_points(
1985                 __isl_take isl_point *pnt1,
1986                 __isl_take isl_point *pnt2);
1987         __isl_give isl_set *isl_set_box_from_points(
1988                 __isl_take isl_point *pnt1,
1989                 __isl_take isl_point *pnt2);
1991 All elements of a B<bounded> (union) set can be enumerated using
1992 the following functions.
1994         int isl_set_foreach_point(__isl_keep isl_set *set,
1995                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1996                 void *user);
1997         int isl_union_set_foreach_point(__isl_keep isl_union_set *uset,
1998                 int (*fn)(__isl_take isl_point *pnt, void *user),
1999                 void *user);
2001 The function C<fn> is called for each integer point in
2002 C<set> with as second argument the last argument of
2003 the C<isl_set_foreach_point> call.  The function C<fn>
2004 should return C<0> on success and C<-1> on failure.
2005 In the latter case, C<isl_set_foreach_point> will stop
2006 enumerating and return C<-1> as well.
2007 If the enumeration is performed successfully and to completion,
2008 then C<isl_set_foreach_point> returns C<0>.
2010 To obtain a single point of a (basic) set, use
2012         __isl_give isl_point *isl_basic_set_sample_point(
2013                 __isl_take isl_basic_set *bset);
2014         __isl_give isl_point *isl_set_sample_point(
2015                 __isl_take isl_set *set);
2017 If C<set> does not contain any (integer) points, then the
2018 resulting point will be ``void'', a property that can be
2019 tested using
2021         int isl_point_is_void(__isl_keep isl_point *pnt);
2023 =head2 Piecewise Quasipolynomials
2025 A piecewise quasipolynomial is a particular kind of function that maps
2026 a parametric point to a rational value.
2027 More specifically, a quasipolynomial is a polynomial expression in greatest
2028 integer parts of affine expressions of parameters and variables.
2029 A piecewise quasipolynomial is a subdivision of a given parametric
2030 domain into disjoint cells with a quasipolynomial associated to
2031 each cell.  The value of the piecewise quasipolynomial at a given
2032 point is the value of the quasipolynomial associated to the cell
2033 that contains the point.  Outside of the union of cells,
2034 the value is assumed to be zero.
2035 For example, the piecewise quasipolynomial
2037         [n] -> { [x] -> ((1 + n) - x) : x <= n and x >= 0 }
2039 maps C<x> to C<1 + n - x> for values of C<x> between C<0> and C<n>.
2040 A given piecewise quasipolynomial has a fixed domain dimension.
2041 Union piecewise quasipolynomials are used to contain piecewise quasipolynomials
2042 defined over different domains.
2043 Piecewise quasipolynomials are mainly used by the C<barvinok>
2044 library for representing the number of elements in a parametric set or map.
2045 For example, the piecewise quasipolynomial above represents
2046 the number of points in the map
2048         [n] -> { [x] -> [y] : x,y >= 0 and 0 <= x + y <= n }
2050 =head3 Printing (Piecewise) Quasipolynomials
2052 Quasipolynomials and piecewise quasipolynomials can be printed
2053 using the following functions.
2055         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_qpolynomial(
2056                 __isl_take isl_printer *p,
2057                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2059         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial(
2060                 __isl_take isl_printer *p,
2061                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2063         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial(
2064                 __isl_take isl_printer *p,
2065                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2067 The output format of the printer
2068 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2069 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial>, only C<ISL_FORMAT_ISL>
2070 is supported.
2071 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2072 to set the names of all dimensions
2074         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_set_dim_name(
2075                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2076                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2077                 const char *s);
2078         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2079         isl_pw_qpolynomial_set_dim_name(
2080                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2081                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2082                 const char *s);
2084 =head3 Creating New (Piecewise) Quasipolynomials
2086 Some simple quasipolynomials can be created using the following functions.
2087 More complicated quasipolynomials can be created by applying
2088 operations such as addition and multiplication
2089 on the resulting quasipolynomials
2091         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_zero(
2092                 __isl_take isl_dim *dim);
2093         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_one(
2094                 __isl_take isl_dim *dim);
2095         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_infty(
2096                 __isl_take isl_dim *dim);
2097         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neginfty(
2098                 __isl_take isl_dim *dim);
2099         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_nan(
2100                 __isl_take isl_dim *dim);
2101         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_rat_cst(
2102                 __isl_take isl_dim *dim,
2103                 const isl_int n, const isl_int d);
2104         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_div(
2105                 __isl_take isl_div *div);
2106         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_var(
2107                 __isl_take isl_dim *dim,
2108                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2110 The zero piecewise quasipolynomial or a piecewise quasipolynomial
2111 with a single cell can be created using the following functions.
2112 Multiple of these single cell piecewise quasipolynomials can
2113 be combined to create more complicated piecewise quasipolynomials.
2115         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_zero(
2116                 __isl_take isl_dim *dim);
2117         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_alloc(
2118                 __isl_take isl_set *set,
2119                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2121         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_zero(
2122                 __isl_take isl_dim *dim);
2123         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_from_pw_qpolynomial(
2124                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2125         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add_pw_qpolynomial(
2126                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2127                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2129 Quasipolynomials can be copied and freed again using the following
2130 functions.
2132         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_copy(
2133                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp);
2134         void isl_qpolynomial_free(__isl_take isl_qpolynomial *qp);
2136         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_copy(
2137                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2138         void isl_pw_qpolynomial_free(
2139                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2141         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_copy(
2142                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2143         void isl_union_pw_qpolynomial_free(
2144                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2146 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials
2148 To iterate over all piecewise quasipolynomials in a union
2149 piecewise quasipolynomial, use the following function
2151         int isl_union_pw_qpolynomial_foreach_pw_qpolynomial(
2152                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2153                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, void *user),
2154                 void *user);
2156 To extract the piecewise quasipolynomial from a union with a given dimension
2157 specification, use
2159         __isl_give isl_pw_qpolynomial *
2160         isl_union_pw_qpolynomial_extract_pw_qpolynomial(
2161                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2162                 __isl_take isl_dim *dim);
2164 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial,
2165 use either of the following two functions
2167         int isl_pw_qpolynomial_foreach_piece(
2168                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2169                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2170                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2171                           void *user), void *user);
2172         int isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece(
2173                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2174                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2175                           __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2176                           void *user), void *user);
2178 As usual, the function C<fn> should return C<0> on success
2179 and C<-1> on failure.  The difference between
2180 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_piece> and
2181 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> is that
2182 C<isl_pw_qpolynomial_foreach_lifted_piece> will first
2183 compute unique representations for all existentially quantified
2184 variables and then turn these existentially quantified variables
2185 into extra set variables, adapting the associated quasipolynomial
2186 accordingly.  This means that the C<set> passed to C<fn>
2187 will not have any existentially quantified variables, but that
2188 the dimensions of the sets may be different for different
2189 invocations of C<fn>.
2191 To iterate over all terms in a quasipolynomial,
2194         int isl_qpolynomial_foreach_term(
2195                 __isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2196                 int (*fn)(__isl_take isl_term *term,
2197                           void *user), void *user);
2199 The terms themselves can be inspected and freed using
2200 these functions
2202         unsigned isl_term_dim(__isl_keep isl_term *term,
2203                 enum isl_dim_type type);
2204         void isl_term_get_num(__isl_keep isl_term *term,
2205                 isl_int *n);
2206         void isl_term_get_den(__isl_keep isl_term *term,
2207                 isl_int *d);
2208         int isl_term_get_exp(__isl_keep isl_term *term,
2209                 enum isl_dim_type type, unsigned pos);
2210         __isl_give isl_div *isl_term_get_div(
2211                 __isl_keep isl_term *term, unsigned pos);
2212         void isl_term_free(__isl_take isl_term *term);
2214 Each term is a product of parameters, set variables and
2215 integer divisions.  The function C<isl_term_get_exp>
2216 returns the exponent of a given dimensions in the given term.
2217 The C<isl_int>s in the arguments of C<isl_term_get_num>
2218 and C<isl_term_get_den> need to have been initialized
2219 using C<isl_int_init> before calling these functions.
2221 =head3 Properties of (Piecewise) Quasipolynomials
2223 To check whether a quasipolynomial is actually a constant,
2224 use the following function.
2226         int isl_qpolynomial_is_cst(__isl_keep isl_qpolynomial *qp,
2227                 isl_int *n, isl_int *d);
2229 If C<qp> is a constant and if C<n> and C<d> are not C<NULL>
2230 then the numerator and denominator of the constant
2231 are returned in C<*n> and C<*d>, respectively.
2233 =head3 Operations on (Piecewise) Quasipolynomials
2235         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_neg(
2236                 __isl_take isl_qpolynomial *qp);
2237         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_add(
2238                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2239                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2240         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_sub(
2241                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2242                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2243         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_mul(
2244                 __isl_take isl_qpolynomial *qp1,
2245                 __isl_take isl_qpolynomial *qp2);
2246         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_pow(
2247                 __isl_take isl_qpolynomial *qp, unsigned exponent);
2249         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add(
2250                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2251                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2252         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_sub(
2253                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2254                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2255         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_add_disjoint(
2256                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2257                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2258         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_neg(
2259                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2260         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_mul(
2261                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp1,
2262                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp2);
2264         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_add(
2265                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2266                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2267         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_sub(
2268                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2269                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2270         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_mul(
2271                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp1,
2272                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp2);
2274         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_eval(
2275                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2276                 __isl_take isl_point *pnt);
2278         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_eval(
2279                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2280                 __isl_take isl_point *pnt);
2282         __isl_give isl_set *isl_pw_qpolynomial_domain(
2283                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp);
2284         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2285                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwpq,
2286                 __isl_take isl_set *set);
2288         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_domain(
2289                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2290         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_intersect_domain(
2291                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwpq,
2292                 __isl_take isl_union_set *uset);
2294         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_coalesce(
2295                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp);
2297         __isl_give isl_qpolynomial *isl_qpolynomial_gist(
2298                 __isl_take isl_qpolynomial *qp,
2299                 __isl_take isl_set *context);
2301         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_gist(
2302                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2303                 __isl_take isl_set *context);
2305         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_gist(
2306                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2307                 __isl_take isl_union_set *context);
2309 The gist operation applies the gist operation to each of
2310 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial.
2311 The context is also exploited
2312 to simplify the quasipolynomials associated to each cell.
2314         __isl_give isl_pw_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2315                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp, int sign);
2316         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial *
2317         isl_union_pw_qpolynomial_to_polynomial(
2318                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp, int sign);
2320 Approximate each quasipolynomial by a polynomial.  If C<sign> is positive,
2321 the polynomial will be an overapproximation.  If C<sign> is negative,
2322 it will be an underapproximation.  If C<sign> is zero, the approximation
2323 will lie somewhere in between.
2325 =head2 Bounds on Piecewise Quasipolynomials and Piecewise Quasipolynomial Reductions
2327 A piecewise quasipolynomial reduction is a piecewise
2328 reduction (or fold) of quasipolynomials.
2329 In particular, the reduction can be maximum or a minimum.
2330 The objects are mainly used to represent the result of
2331 an upper or lower bound on a quasipolynomial over its domain,
2332 i.e., as the result of the following function.
2334         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_bound(
2335                 __isl_take isl_pw_qpolynomial *pwqp,
2336                 enum isl_fold type, int *tight);
2338         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_bound(
2339                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial *upwqp,
2340                 enum isl_fold type, int *tight);
2342 The C<type> argument may be either C<isl_fold_min> or C<isl_fold_max>.
2343 If C<tight> is not C<NULL>, then C<*tight> is set to C<1>
2344 is the returned bound is known be tight, i.e., for each value
2345 of the parameters there is at least
2346 one element in the domain that reaches the bound.
2347 If the domain of C<pwqp> is not wrapping, then the bound is computed
2348 over all elements in that domain and the result has a purely parametric
2349 domain.  If the domain of C<pwqp> is wrapping, then the bound is
2350 computed over the range of the wrapped relation.  The domain of the
2351 wrapped relation becomes the domain of the result.
2353 A (piecewise) quasipolynomial reduction can be copied or freed using the
2354 following functions.
2356         __isl_give isl_qpolynomial_fold *isl_qpolynomial_fold_copy(
2357                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold);
2358         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_copy(
2359                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2360         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_copy(
2361                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2362         void isl_qpolynomial_fold_free(
2363                 __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold);
2364         void isl_pw_qpolynomial_fold_free(
2365                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2366         void isl_union_pw_qpolynomial_fold_free(
2367                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2369 =head3 Printing Piecewise Quasipolynomial Reductions
2371 Piecewise quasipolynomial reductions can be printed
2372 using the following function.
2374         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold(
2375                 __isl_take isl_printer *p,
2376                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2377         __isl_give isl_printer *isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold(
2378                 __isl_take isl_printer *p,
2379                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2381 For C<isl_printer_print_pw_qpolynomial_fold>,
2382 output format of the printer
2383 needs to be set to either C<ISL_FORMAT_ISL> or C<ISL_FORMAT_C>.
2384 For C<isl_printer_print_union_pw_qpolynomial_fold>,
2385 output format of the printer
2386 needs to be set to C<ISL_FORMAT_ISL>.
2387 In case of printing in C<ISL_FORMAT_C>, the user may want
2388 to set the names of all dimensions
2390         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2391         isl_pw_qpolynomial_fold_set_dim_name(
2392                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2393                 enum isl_dim_type type, unsigned pos,
2394                 const char *s);
2396 =head3 Inspecting (Piecewise) Quasipolynomial Reductions
2398 To iterate over all piecewise quasipolynomial reductions in a union
2399 piecewise quasipolynomial reduction, use the following function
2401         int isl_union_pw_qpolynomial_fold_foreach_pw_qpolynomial_fold(
2402                 __isl_keep isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2403                 int (*fn)(__isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2404                             void *user), void *user);
2406 To iterate over the cells in a piecewise quasipolynomial reduction,
2407 use either of the following two functions
2409         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_piece(
2410                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2411                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2412                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2413                           void *user), void *user);
2414         int isl_pw_qpolynomial_fold_foreach_lifted_piece(
2415                 __isl_keep isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2416                 int (*fn)(__isl_take isl_set *set,
2417                           __isl_take isl_qpolynomial_fold *fold,
2418                           void *user), void *user);
2420 See L<Inspecting (Piecewise) Quasipolynomials> for an explanation
2421 of the difference between these two functions.
2423 To iterate over all quasipolynomials in a reduction, use
2425         int isl_qpolynomial_fold_foreach_qpolynomial(
2426                 __isl_keep isl_qpolynomial_fold *fold,
2427                 int (*fn)(__isl_take isl_qpolynomial *qp,
2428                           void *user), void *user);
2430 =head3 Operations on Piecewise Quasipolynomial Reductions
2432         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_add(
2433                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2434                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2436         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_fold(
2437                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf1,
2438                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf2);
2440         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_fold(
2441                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf1,
2442                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf2);
2444         __isl_give isl_qpolynomial *isl_pw_qpolynomial_fold_eval(
2445                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2446                 __isl_take isl_point *pnt);
2448         __isl_give isl_qpolynomial *isl_union_pw_qpolynomial_fold_eval(
2449                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2450                 __isl_take isl_point *pnt);
2452         __isl_give isl_union_set *isl_union_pw_qpolynomial_fold_domain(
2453                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2454         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_intersect_domain(
2455                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2456                 __isl_take isl_union_set *uset);
2458         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2459                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf);
2461         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_coalesce(
2462                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf);
2464         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *isl_pw_qpolynomial_fold_gist(
2465                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2466                 __isl_take isl_set *context);
2468         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *isl_union_pw_qpolynomial_fold_gist(
2469                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2470                 __isl_take isl_union_set *context);
2472 The gist operation applies the gist operation to each of
2473 the cells in the domain of the input piecewise quasipolynomial reduction.
2474 In future, the operation will also exploit the context
2475 to simplify the quasipolynomial reductions associated to each cell.
2477         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2478         isl_set_apply_pw_qpolynomial_fold(
2479                 __isl_take isl_set *set,
2480                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2481                 int *tight);
2482         __isl_give isl_pw_qpolynomial_fold *
2483         isl_map_apply_pw_qpolynomial_fold(
2484                 __isl_take isl_map *map,
2485                 __isl_take isl_pw_qpolynomial_fold *pwf,
2486                 int *tight);
2487         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2488         isl_union_set_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2489                 __isl_take isl_union_set *uset,
2490                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2491                 int *tight);
2492         __isl_give isl_union_pw_qpolynomial_fold *
2493         isl_union_map_apply_union_pw_qpolynomial_fold(
2494                 __isl_take isl_union_map *umap,
2495                 __isl_take isl_union_pw_qpolynomial_fold *upwf,
2496                 int *tight);
2498 The functions taking a map
2499 compose the given map with the given piecewise quasipolynomial reduction.
2500 That is, compute a bound (of the same type as C<pwf> or C<upwf> itself)
2501 over all elements in the intersection of the range of the map
2502 and the domain of the piecewise quasipolynomial reduction
2503 as a function of an element in the domain of the map.
2504 The functions taking a set compute a bound over all elements in the
2505 intersection of the set and the domain of the
2506 piecewise quasipolynomial reduction.
2508 =head2 Dependence Analysis
2510 C<isl> contains specialized functionality for performing
2511 array dataflow analysis.  That is, given a I<sink> access relation
2512 and a collection of possible I<source> access relations,
2513 C<isl> can compute relations that describe
2514 for each iteration of the sink access, which iteration
2515 of which of the source access relations was the last
2516 to access the same data element before the given iteration
2517 of the sink access.
2518 To compute standard flow dependences, the sink should be
2519 a read, while the sources should be writes.
2520 If any of the source accesses are marked as being I<may>
2521 accesses, then there will be a dependence to the last
2522 I<must> access B<and> to any I<may> access that follows
2523 this last I<must> access.
2524 In particular, if I<all> sources are I<may> accesses,
2525 then memory based dependence analysis is performed.
2526 If, on the other hand, all sources are I<must> accesses,
2527 then value based dependence analysis is performed.
2529         #include <isl/flow.h>
2531         typedef int (*isl_access_level_before)(void *first, void *second);
2533         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_alloc(
2534                 __isl_take isl_map *sink,
2535                 void *sink_user, isl_access_level_before fn,
2536                 int max_source);
2537         __isl_give isl_access_info *isl_access_info_add_source(
2538                 __isl_take isl_access_info *acc,
2539                 __isl_take isl_map *source, int must,
2540                 void *source_user);
2541         void isl_access_info_free(__isl_take isl_access_info *acc);
2543         __isl_give isl_flow *isl_access_info_compute_flow(
2544                 __isl_take isl_access_info *acc);
2546         int isl_flow_foreach(__isl_keep isl_flow *deps,
2547                 int (*fn)(__isl_take isl_map *dep, int must,
2548                           void *dep_user, void *user),
2549                 void *user);
2550         __isl_give isl_map *isl_flow_get_no_source(
2551                 __isl_keep isl_flow *deps, int must);
2552         void isl_flow_free(__isl_take isl_flow *deps);
2554 The function C<isl_access_info_compute_flow> performs the actual
2555 dependence analysis.  The other functions are used to construct
2556 the input for this function or to read off the output.
2558 The input is collected in an C<isl_access_info>, which can
2559 be created through a call to C<isl_access_info_alloc>.
2560 The arguments to this functions are the sink access relation
2561 C<sink>, a token C<sink_user> used to identify the sink
2562 access to the user, a callback function for specifying the
2563 relative order of source and sink accesses, and the number
2564 of source access relations that will be added.
2565 The callback function has type C<int (*)(void *first, void *second)>.
2566 The function is called with two user supplied tokens identifying
2567 either a source or the sink and it should return the shared nesting
2568 level and the relative order of the two accesses.
2569 In particular, let I<n> be the number of loops shared by
2570 the two accesses.  If C<first> precedes C<second> textually,
2571 then the function should return I<2 * n + 1>; otherwise,
2572 it should return I<2 * n>.
2573 The sources can be added to the C<isl_access_info> by performing
2574 (at most) C<max_source> calls to C<isl_access_info_add_source>.
2575 C<must> indicates whether the source is a I<must> access
2576 or a I<may> access.  Note that a multi-valued access relation
2577 should only be marked I<must> if every iteration in the domain
2578 of the relation accesses I<all> elements in its image.
2579 The C<source_user> token is again used to identify
2580 the source access.  The range of the source access relation
2581 C<source> should have the same dimension as the range
2582 of the sink access relation.
2583 The C<isl_access_info_free> function should usually not be
2584 called explicitly, because it is called implicitly by
2585 C<isl_access_info_compute_flow>.
2587 The result of the dependence analysis is collected in an
2588 C<isl_flow>.  There may be elements of
2589 the sink access for which no preceding source access could be
2590 found or for which all preceding sources are I<may> accesses.
2591 The relations containing these elements can be obtained through
2592 calls to C<isl_flow_get_no_source>, the first with C<must> set
2593 and the second with C<must> unset.
2594 In the case of standard flow dependence analysis,
2595 with the sink a read and the sources I<must> writes,
2596 the first relation corresponds to the reads from uninitialized
2597 array elements and the second relation is empty.
2598 The actual flow dependences can be extracted using
2599 C<isl_flow_foreach>.  This function will call the user-specified
2600 callback function C<fn> for each B<non-empty> dependence between
2601 a source and the sink.  The callback function is called
2602 with four arguments, the actual flow dependence relation
2603 mapping source iterations to sink iterations, a boolean that
2604 indicates whether it is a I<must> or I<may> dependence, a token
2605 identifying the source and an additional C<void *> with value
2606 equal to the third argument of the C<isl_flow_foreach> call.
2607 A dependence is marked I<must> if it originates from a I<must>
2608 source and if it is not followed by any I<may> sources.
2610 After finishing with an C<isl_flow>, the user should call
2611 C<isl_flow_free> to free all associated memory.
2613 A higher-level interface to dependence analysis is provided
2614 by the following function.
2616         #include <isl/flow.h>
2618         int isl_union_map_compute_flow(__isl_take isl_union_map *sink,
2619                 __isl_take isl_union_map *must_source,
2620                 __isl_take isl_union_map *may_source,
2621                 __isl_take isl_union_map *schedule,
2622                 __isl_give isl_union_map **must_dep,
2623                 __isl_give isl_union_map **may_dep,
2624                 __isl_give isl_union_map **must_no_source,
2625                 __isl_give isl_union_map **may_no_source);
2627 The arrays are identified by the tuple names of the ranges
2628 of the accesses.  The iteration domains by the tuple names
2629 of the domains of the accesses and of the schedule.
2630 The relative order of the iteration domains is given by the
2631 schedule.  The relations returned through C<must_no_source>
2632 and C<may_no_source> are subsets of C<sink>.
2633 Any of C<must_dep>, C<may_dep>, C<must_no_source>
2634 or C<may_no_source> may be C<NULL>, but a C<NULL> value for
2635 any of the other arguments is treated as an error.
2637 =head2 Scheduling
2639 B<The functionality described in this section is fairly new
2640 and may be subject to change.>
2642 The following function can be used to compute a schedule
2643 for a union of domains.  The generated schedule respects
2644 all C<validity> dependences.  That is, all dependence distances
2645 over these dependences in the scheduled space are lexicographically
2646 positive.  The generated schedule schedule also tries to minimize
2647 the dependence distances over C<proximity> dependences.
2648 Moreover, it tries to obtain sequences (bands) of schedule dimensions
2649 for groups of domains where the dependence distances have only
2650 non-negative values.
2651 The algorithm used to construct the schedule is similar to that
2652 of C<Pluto>.
2654         #include <isl/schedule.h>
2655         __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2656                 __isl_take isl_union_set *domain,
2657                 __isl_take isl_union_map *validity,
2658                 __isl_take isl_union_map *proximity);
2659         void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched);
2661 A mapping from the domains to the scheduled space can be obtained
2662 from an C<isl_schedule> using the following function.
2664         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(
2665                 __isl_keep isl_schedule *sched);
2667 This mapping can also be obtained in pieces using the following functions.
2669         int isl_schedule_n_band(__isl_keep isl_schedule *sched);
2670         __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_band(
2671                 __isl_keep isl_schedule *sched, unsigned band);
2673 C<isl_schedule_n_band> returns the maximal number of bands.
2674 C<isl_schedule_get_band> returns a union of mappings from a domain to
2675 the band of consecutive schedule dimensions with the given sequence
2676 number for that domain.  Bands with the same sequence number but for
2677 different domains may be completely unrelated.
2678 Within a band, the corresponding coordinates of the distance vectors
2679 are all non-negative, assuming that the coordinates for all previous
2680 bands are all zero.
2682 =head2 Parametric Vertex Enumeration
2684 The parametric vertex enumeration described in this section
2685 is mainly intended to be used internally and by the C<barvinok>
2686 library.
2688         #include <isl/vertices.h>
2689         __isl_give isl_vertices *isl_basic_set_compute_vertices(
2690                 __isl_keep isl_basic_set *bset);
2692 The function C<isl_basic_set_compute_vertices> performs the
2693 actual computation of the parametric vertices and the chamber
2694 decomposition and store the result in an C<isl_vertices> object.
2695 This information can be queried by either iterating over all
2696 the vertices or iterating over all the chambers or cells
2697 and then iterating over all vertices that are active on the chamber.
2699         int isl_vertices_foreach_vertex(
2700                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2701                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2702                 void *user);
2704         int isl_vertices_foreach_cell(
2705                 __isl_keep isl_vertices *vertices,
2706                 int (*fn)(__isl_take isl_cell *cell, void *user),
2707                 void *user);
2708         int isl_cell_foreach_vertex(__isl_keep isl_cell *cell,
2709                 int (*fn)(__isl_take isl_vertex *vertex, void *user),
2710                 void *user);
2712 Other operations that can be performed on an C<isl_vertices> object are
2713 the following.
2715         isl_ctx *isl_vertices_get_ctx(
2716                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2717         int isl_vertices_get_n_vertices(
2718                 __isl_keep isl_vertices *vertices);
2719         void isl_vertices_free(__isl_take isl_vertices *vertices);
2721 Vertices can be inspected and destroyed using the following functions.
2723         isl_ctx *isl_vertex_get_ctx(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2724         int isl_vertex_get_id(__isl_keep isl_vertex *vertex);
2725         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_domain(
2726                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2727         __isl_give isl_basic_set *isl_vertex_get_expr(
2728                 __isl_keep isl_vertex *vertex);
2729         void isl_vertex_free(__isl_take isl_vertex *vertex);
2731 C<isl_vertex_get_expr> returns a singleton parametric set describing
2732 the vertex, while C<isl_vertex_get_domain> returns the activity domain
2733 of the vertex.
2734 Note that C<isl_vertex_get_domain> and C<isl_vertex_get_expr> return
2735 B<rational> basic sets, so they should mainly be used for inspection
2736 and should not be mixed with integer sets.
2738 Chambers can be inspected and destroyed using the following functions.
2740         isl_ctx *isl_cell_get_ctx(__isl_keep isl_cell *cell);
2741         __isl_give isl_basic_set *isl_cell_get_domain(
2742                 __isl_keep isl_cell *cell);
2743         void isl_cell_free(__isl_take isl_cell *cell);
2745 =head1 Applications
2747 Although C<isl> is mainly meant to be used as a library,
2748 it also contains some basic applications that use some
2749 of the functionality of C<isl>.
2750 The input may be specified in either the L<isl format>
2751 or the L<PolyLib format>.
2753 =head2 C<isl_polyhedron_sample>
2755 C<isl_polyhedron_sample> takes a polyhedron as input and prints
2756 an integer element of the polyhedron, if there is any.
2757 The first column in the output is the denominator and is always
2758 equal to 1.  If the polyhedron contains no integer points,
2759 then a vector of length zero is printed.
2761 =head2 C<isl_pip>
2763 C<isl_pip> takes the same input as the C<example> program
2764 from the C<piplib> distribution, i.e., a set of constraints
2765 on the parameters, a line containing only -1 and finally a set
2766 of constraints on a parametric polyhedron.
2767 The coefficients of the parameters appear in the last columns
2768 (but before the final constant column).
2769 The output is the lexicographic minimum of the parametric polyhedron.
2770 As C<isl> currently does not have its own output format, the output
2771 is just a dump of the internal state.
2773 =head2 C<isl_polyhedron_minimize>
2775 C<isl_polyhedron_minimize> computes the minimum of some linear
2776 or affine objective function over the integer points in a polyhedron.
2777 If an affine objective function
2778 is given, then the constant should appear in the last column.
2780 =head2 C<isl_polytope_scan>
2782 Given a polytope, C<isl_polytope_scan> prints
2783 all integer points in the polytope.