add isl_aff_mod_val
[platform/upstream/isl.git] / isl_convex_hull.c
index 41427f1..dc8ac91 100644 (file)
@@ -1,34 +1,25 @@
 /*
  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
  *
- * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
+ * Use of this software is governed by the MIT license
  *
  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
  */
 
-#include "isl_lp.h"
-#include "isl_map.h"
-#include "isl_map_private.h"
-#include "isl_mat.h"
-#include "isl_set.h"
-#include "isl_seq.h"
+#include <isl_ctx_private.h>
+#include <isl_map_private.h>
+#include <isl/lp.h>
+#include <isl/map.h>
+#include <isl_mat_private.h>
+#include <isl/set.h>
+#include <isl/seq.h>
+#include <isl_options_private.h>
 #include "isl_equalities.h"
 #include "isl_tab.h"
 
 static struct isl_basic_set *uset_convex_hull_wrap_bounded(struct isl_set *set);
 
-static void swap_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned i, unsigned j)
-{
-       isl_int *t;
-
-       if (i != j) {
-               t = bmap->ineq[i];
-               bmap->ineq[i] = bmap->ineq[j];
-               bmap->ineq[j] = t;
-       }
-}
-
 /* Return 1 if constraint c is redundant with respect to the constraints
  * in bmap.  If c is a lower [upper] bound in some variable and bmap
  * does not have a lower [upper] bound in that variable, then c cannot
@@ -79,7 +70,7 @@ int isl_basic_set_constraint_is_redundant(struct isl_basic_set **bset,
                        (struct isl_basic_map **)bset, c, opt_n, opt_d);
 }
 
-/* Compute the convex hull of a basic map, by removing the redundant
+/* Remove redundant
  * constraints.  If the minimal value along the normal of a constraint
  * is the same if the constraint is removed, then the constraint is redundant.
  *
@@ -87,7 +78,8 @@ int isl_basic_set_constraint_is_redundant(struct isl_basic_set **bset,
  * corresponding equality and the checked if the dimension was that
  * of a facet.
  */
-struct isl_basic_map *isl_basic_map_convex_hull(struct isl_basic_map *bmap)
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_redundancies(
+       __isl_take isl_basic_map *bmap)
 {
        struct isl_tab *tab;
 
@@ -102,8 +94,9 @@ struct isl_basic_map *isl_basic_map_convex_hull(struct isl_basic_map *bmap)
        if (bmap->n_ineq <= 1)
                return bmap;
 
-       tab = isl_tab_from_basic_map(bmap);
-       tab = isl_tab_detect_implicit_equalities(tab);
+       tab = isl_tab_from_basic_map(bmap, 0);
+       if (isl_tab_detect_implicit_equalities(tab) < 0)
+               goto error;
        if (isl_tab_detect_redundant(tab) < 0)
                goto error;
        bmap = isl_basic_map_update_from_tab(bmap, tab);
@@ -117,10 +110,24 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-struct isl_basic_set *isl_basic_set_convex_hull(struct isl_basic_set *bset)
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_redundancies(
+       __isl_take isl_basic_set *bset)
 {
        return (struct isl_basic_set *)
-               isl_basic_map_convex_hull((struct isl_basic_map *)bset);
+               isl_basic_map_remove_redundancies((struct isl_basic_map *)bset);
+}
+
+/* Remove redundant constraints in each of the basic maps.
+ */
+__isl_give isl_map *isl_map_remove_redundancies(__isl_take isl_map *map)
+{
+       return isl_map_inline_foreach_basic_map(map,
+                                           &isl_basic_map_remove_redundancies);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_set_remove_redundancies(__isl_take isl_set *set)
+{
+       return isl_map_remove_redundancies(set);
 }
 
 /* Check if the set set is bound in the direction of the affine
@@ -171,135 +178,62 @@ error:
        return -1;
 }
 
-/* Check if "c" is a direction that is independent of the previously found "n"
- * bounds in "dirs".
- * If so, add it to the list, with the negative of the lower bound
- * in the constant position, i.e., such that c corresponds to a bounding
- * hyperplane (but not necessarily a facet).
- * Assumes set "set" is bounded.
- */
-static int is_independent_bound(struct isl_set *set, isl_int *c,
-       struct isl_mat *dirs, int n)
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_rational(
+       __isl_take isl_basic_set *bmap)
 {
-       int is_bound;
-       int i = 0;
-
-       isl_seq_cpy(dirs->row[n]+1, c+1, dirs->n_col-1);
-       if (n != 0) {
-               int pos = isl_seq_first_non_zero(dirs->row[n]+1, dirs->n_col-1);
-               if (pos < 0)
-                       return 0;
-               for (i = 0; i < n; ++i) {
-                       int pos_i;
-                       pos_i = isl_seq_first_non_zero(dirs->row[i]+1, dirs->n_col-1);
-                       if (pos_i < pos)
-                               continue;
-                       if (pos_i > pos)
-                               break;
-                       isl_seq_elim(dirs->row[n]+1, dirs->row[i]+1, pos,
-                                       dirs->n_col-1, NULL);
-                       pos = isl_seq_first_non_zero(dirs->row[n]+1, dirs->n_col-1);
-                       if (pos < 0)
-                               return 0;
-               }
-       }
-
-       is_bound = uset_is_bound(set, dirs->row[n], dirs->n_col);
-       if (is_bound != 1)
-               return is_bound;
-       isl_seq_normalize(set->ctx, dirs->row[n], dirs->n_col);
-       if (i < n) {
-               int k;
-               isl_int *t = dirs->row[n];
-               for (k = n; k > i; --k)
-                       dirs->row[k] = dirs->row[k-1];
-               dirs->row[i] = t;
-       }
-       return 1;
-}
+       if (!bmap)
+               return NULL;
 
-/* Compute and return a maximal set of linearly independent bounds
- * on the set "set", based on the constraints of the basic sets
- * in "set".
- */
-static struct isl_mat *independent_bounds(struct isl_set *set)
-{
-       int i, j, n;
-       struct isl_mat *dirs = NULL;
-       unsigned dim = isl_set_n_dim(set);
+       if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
+               return bmap;
 
-       dirs = isl_mat_alloc(set->ctx, dim, 1+dim);
-       if (!dirs)
-               goto error;
+       bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
+       if (!bmap)
+               return NULL;
 
-       n = 0;
-       for (i = 0; n < dim && i < set->n; ++i) {
-               int f;
-               struct isl_basic_set *bset = set->p[i];
+       ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 
-               for (j = 0; n < dim && j < bset->n_eq; ++j) {
-                       f = is_independent_bound(set, bset->eq[j], dirs, n);
-                       if (f < 0)
-                               goto error;
-                       if (f)
-                               ++n;
-               }
-               for (j = 0; n < dim && j < bset->n_ineq; ++j) {
-                       f = is_independent_bound(set, bset->ineq[j], dirs, n);
-                       if (f < 0)
-                               goto error;
-                       if (f)
-                               ++n;
-               }
-       }
-       dirs->n_row = n;
-       return dirs;
-error:
-       isl_mat_free(dirs);
-       return NULL;
+       return isl_basic_map_finalize(bmap);
 }
 
-struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_rational(struct isl_basic_set *bset)
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_rational(
+       __isl_take isl_basic_set *bset)
 {
-       if (!bset)
-               return NULL;
-
-       if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
-               return bset;
-
-       bset = isl_basic_set_cow(bset);
-       if (!bset)
-               return NULL;
-
-       ISL_F_SET(bset, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
-
-       return isl_basic_set_finalize(bset);
+       return isl_basic_map_set_rational(bset);
 }
 
-static struct isl_set *isl_set_set_rational(struct isl_set *set)
+__isl_give isl_map *isl_map_set_rational(__isl_take isl_map *map)
 {
        int i;
 
-       set = isl_set_cow(set);
-       if (!set)
+       map = isl_map_cow(map);
+       if (!map)
                return NULL;
-       for (i = 0; i < set->n; ++i) {
-               set->p[i] = isl_basic_set_set_rational(set->p[i]);
-               if (!set->p[i])
+       for (i = 0; i < map->n; ++i) {
+               map->p[i] = isl_basic_map_set_rational(map->p[i]);
+               if (!map->p[i])
                        goto error;
        }
-       return set;
+       return map;
 error:
-       isl_set_free(set);
+       isl_map_free(map);
        return NULL;
 }
 
+__isl_give isl_set *isl_set_set_rational(__isl_take isl_set *set)
+{
+       return isl_map_set_rational(set);
+}
+
 static struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_equality(
        struct isl_basic_set *bset, isl_int *c)
 {
        int i;
        unsigned dim;
 
+       if (!bset)
+               return NULL;
+
        if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY))
                return bset;
 
@@ -372,6 +306,7 @@ static struct isl_basic_set *wrap_constraints(struct isl_set *set)
                n_ineq += set->p[i]->n_ineq;
        }
        lp = isl_basic_set_alloc(set->ctx, 0, dim * set->n, 0, n_eq, n_ineq);
+       lp = isl_basic_set_set_rational(lp);
        if (!lp)
                return NULL;
        lp_dim = isl_basic_set_n_dim(lp);
@@ -465,6 +400,7 @@ isl_int *isl_set_wrap_facet(__isl_keep isl_set *set,
        isl_int *facet, isl_int *ridge)
 {
        int i;
+       isl_ctx *ctx;
        struct isl_mat *T = NULL;
        struct isl_basic_set *lp = NULL;
        struct isl_vec *obj;
@@ -472,10 +408,14 @@ isl_int *isl_set_wrap_facet(__isl_keep isl_set *set,
        isl_int num, den;
        unsigned dim;
 
+       if (!set)
+               return NULL;
+       ctx = set->ctx;
        set = isl_set_copy(set);
+       set = isl_set_set_rational(set);
 
        dim = 1 + isl_set_n_dim(set);
-       T = isl_mat_alloc(set->ctx, 3, dim);
+       T = isl_mat_alloc(ctx, 3, dim);
        if (!T)
                goto error;
        isl_int_set_si(T->row[0][0], 1);
@@ -488,7 +428,7 @@ isl_int *isl_set_wrap_facet(__isl_keep isl_set *set,
        if (!set)
                goto error;
        lp = wrap_constraints(set);
-       obj = isl_vec_alloc(set->ctx, 1 + dim*set->n);
+       obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + dim*set->n);
        if (!obj)
                goto error;
        isl_int_set_si(obj->block.data[0], 0);
@@ -500,17 +440,20 @@ isl_int *isl_set_wrap_facet(__isl_keep isl_set *set,
        isl_int_init(num);
        isl_int_init(den);
        res = isl_basic_set_solve_lp(lp, 0,
-                           obj->block.data, set->ctx->one, &num, &den, NULL);
+                           obj->block.data, ctx->one, &num, &den, NULL);
        if (res == isl_lp_ok) {
                isl_int_neg(num, num);
                isl_seq_combine(facet, num, facet, den, ridge, dim);
+               isl_seq_normalize(ctx, facet, dim);
        }
        isl_int_clear(num);
        isl_int_clear(den);
        isl_vec_free(obj);
        isl_basic_set_free(lp);
        isl_set_free(set);
-       isl_assert(set->ctx, res == isl_lp_ok || res == isl_lp_unbounded, 
+       if (res == isl_lp_error)
+               return NULL;
+       isl_assert(ctx, res == isl_lp_ok || res == isl_lp_unbounded, 
                   return NULL);
        return facet;
 error:
@@ -520,80 +463,43 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-/* Drop rows in "rows" that are redundant with respect to earlier rows,
- * assuming that "rows" is of full column rank.
- *
- * We compute the column echelon form.  The non-redundant rows are
- * those that are the first to contain a non-zero entry in a column.
- * All the other rows can be removed.
+/* Compute the constraint of a facet of "set".
+ *
+ * We first compute the intersection with a bounding constraint
+ * that is orthogonal to one of the coordinate axes.
+ * If the affine hull of this intersection has only one equality,
+ * we have found a facet.
+ * Otherwise, we wrap the current bounding constraint around
+ * one of the equalities of the face (one that is not equal to
+ * the current bounding constraint).
+ * This process continues until we have found a facet.
+ * The dimension of the intersection increases by at least
+ * one on each iteration, so termination is guaranteed.
  */
-static __isl_give isl_mat *drop_redundant_rows(__isl_take isl_mat *rows)
-{
-       struct isl_mat *H = NULL;
-       int col;
-       int row;
-       int last_row;
-
-       if (!rows)
-               return NULL;
-
-       isl_assert(rows->ctx, rows->n_row >= rows->n_col, goto error);
-
-       if (rows->n_row == rows->n_col)
-               return rows;
-
-       H = isl_mat_left_hermite(isl_mat_copy(rows), 0, NULL, NULL);
-       if (!H)
-               goto error;
-
-       last_row = rows->n_row;
-       for (col = rows->n_col - 1; col >= 0; --col) {
-               for (row = col; row < last_row; ++row)
-                       if (!isl_int_is_zero(H->row[row][col]))
-                               break;
-               isl_assert(rows->ctx, row < last_row, goto error);
-               if (row + 1 < last_row) {
-                       rows = isl_mat_drop_rows(rows, row + 1, last_row - (row + 1));
-                       if (rows->n_row == rows->n_col)
-                               break;
-               }
-               last_row = row;
-       }
-
-       isl_mat_free(H);
-
-       return rows;
-error:
-       isl_mat_free(H);
-       isl_mat_free(rows);
-       return NULL;
-}
-
-/* Given a set of d linearly independent bounding constraints of the
- * convex hull of "set", compute the constraint of a facet of "set".
- *
- * We first compute the intersection with the first bounding hyperplane
- * and remove the component corresponding to this hyperplane from
- * other bounds (in homogeneous space).
- * We then wrap around one of the remaining bounding constraints
- * and continue the process until all bounding constraints have been
- * taken into account.
- * The resulting linear combination of the bounding constraints will
- * correspond to a facet of the convex hull.
- */
-static struct isl_mat *initial_facet_constraint(struct isl_set *set,
-       struct isl_mat *bounds)
+static __isl_give isl_mat *initial_facet_constraint(__isl_keep isl_set *set)
 {
        struct isl_set *slice = NULL;
        struct isl_basic_set *face = NULL;
-       struct isl_mat *m, *U, *Q;
        int i;
        unsigned dim = isl_set_n_dim(set);
+       int is_bound;
+       isl_mat *bounds = NULL;
 
        isl_assert(set->ctx, set->n > 0, goto error);
-       isl_assert(set->ctx, bounds->n_row == dim, goto error);
+       bounds = isl_mat_alloc(set->ctx, 1, 1 + dim);
+       if (!bounds)
+               return NULL;
 
-       while (bounds->n_row > 1) {
+       isl_seq_clr(bounds->row[0], dim);
+       isl_int_set_si(bounds->row[0][1 + dim - 1], 1);
+       is_bound = uset_is_bound(set, bounds->row[0], 1 + dim);
+       if (is_bound < 0)
+               goto error;
+       isl_assert(set->ctx, is_bound, goto error);
+       isl_seq_normalize(set->ctx, bounds->row[0], 1 + dim);
+       bounds->n_row = 1;
+
+       for (;;) {
                slice = isl_set_copy(set);
                slice = isl_set_add_basic_set_equality(slice, bounds->row[0]);
                face = isl_set_affine_hull(slice);
@@ -603,29 +509,18 @@ static struct isl_mat *initial_facet_constraint(struct isl_set *set,
                        isl_basic_set_free(face);
                        break;
                }
-               m = isl_mat_alloc(set->ctx, 1 + face->n_eq, 1 + dim);
-               if (!m)
-                       goto error;
-               isl_int_set_si(m->row[0][0], 1);
-               isl_seq_clr(m->row[0]+1, dim);
                for (i = 0; i < face->n_eq; ++i)
-                       isl_seq_cpy(m->row[1 + i], face->eq[i], 1 + dim);
-               U = isl_mat_right_inverse(m);
-               Q = isl_mat_right_inverse(isl_mat_copy(U));
-               U = isl_mat_drop_cols(U, 1 + face->n_eq, dim - face->n_eq);
-               Q = isl_mat_drop_rows(Q, 1 + face->n_eq, dim - face->n_eq);
-               U = isl_mat_drop_cols(U, 0, 1);
-               Q = isl_mat_drop_rows(Q, 0, 1);
-               bounds = isl_mat_product(bounds, U);
-               bounds = drop_redundant_rows(bounds);
-               bounds = isl_mat_product(bounds, Q);
-               isl_assert(set->ctx, bounds->n_row > 1, goto error);
-               if (!isl_set_wrap_facet(set, bounds->row[0],
-                                         bounds->row[bounds->n_row-1]))
+                       if (!isl_seq_eq(bounds->row[0], face->eq[i], 1 + dim) &&
+                           !isl_seq_is_neg(bounds->row[0],
+                                               face->eq[i], 1 + dim))
+                               break;
+               isl_assert(set->ctx, i < face->n_eq, goto error);
+               if (!isl_set_wrap_facet(set, bounds->row[0], face->eq[i]))
                        goto error;
+               isl_seq_normalize(set->ctx, bounds->row[0], bounds->n_col);
                isl_basic_set_free(face);
-               bounds->n_row--;
        }
+
        return bounds;
 error:
        isl_basic_set_free(face);
@@ -695,7 +590,8 @@ static struct isl_basic_set *compute_facet(struct isl_set *set, isl_int *c)
        set = isl_set_preimage(set, U);
        facet = uset_convex_hull_wrap_bounded(set);
        facet = isl_basic_set_preimage(facet, Q);
-       isl_assert(ctx, facet->n_eq == 0, goto error);
+       if (facet)
+               isl_assert(ctx, facet->n_eq == 0, goto error);
        return facet;
 error:
        isl_basic_set_free(facet);
@@ -749,11 +645,13 @@ static struct isl_basic_set *extend(struct isl_basic_set *hull,
                hull_facet = isl_basic_set_add_equality(hull_facet, hull->ineq[i]);
                hull_facet = isl_basic_set_gauss(hull_facet, NULL);
                hull_facet = isl_basic_set_normalize_constraints(hull_facet);
-               if (!facet)
+               if (!facet || !hull_facet)
                        goto error;
                hull = isl_basic_set_cow(hull);
-               hull = isl_basic_set_extend_dim(hull,
-                       isl_dim_copy(hull->dim), 0, 0, facet->n_ineq);
+               hull = isl_basic_set_extend_space(hull,
+                       isl_space_copy(hull->dim), 0, 0, facet->n_ineq);
+               if (!hull)
+                       goto error;
                for (j = 0; j < facet->n_ineq; ++j) {
                        for (f = 0; f < hull_facet->n_ineq; ++f)
                                if (isl_seq_eq(facet->ineq[j],
@@ -905,13 +803,6 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-/* Project out final n dimensions using Fourier-Motzkin */
-static struct isl_set *set_project_out(struct isl_ctx *ctx,
-       struct isl_set *set, unsigned n)
-{
-       return isl_set_remove_dims(set, isl_set_n_dim(set) - n, n);
-}
-
 static struct isl_basic_set *convex_hull_0d(struct isl_set *set)
 {
        struct isl_basic_set *convex_hull;
@@ -920,9 +811,9 @@ static struct isl_basic_set *convex_hull_0d(struct isl_set *set)
                return NULL;
 
        if (isl_set_is_empty(set))
-               convex_hull = isl_basic_set_empty(isl_dim_copy(set->dim));
+               convex_hull = isl_basic_set_empty(isl_space_copy(set->dim));
        else
-               convex_hull = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(set->dim));
+               convex_hull = isl_basic_set_universe(isl_space_copy(set->dim));
        isl_set_free(set);
        return convex_hull;
 }
@@ -988,8 +879,8 @@ static struct isl_basic_set *convex_hull_pair_elim(struct isl_basic_set *bset1,
                isl_int_set_si(hull->eq[k][2*(1+dim)+j], 1);
        }
        hull = isl_basic_set_set_rational(hull);
-       hull = isl_basic_set_remove_dims(hull, dim, 2*(1+dim));
-       hull = isl_basic_set_convex_hull(hull);
+       hull = isl_basic_set_remove_dims(hull, isl_dim_set, dim, 2*(1+dim));
+       hull = isl_basic_set_remove_redundancies(hull);
        isl_basic_set_free(bset1);
        isl_basic_set_free(bset2);
        return hull;
@@ -1000,21 +891,52 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-static int isl_basic_set_is_bounded(struct isl_basic_set *bset)
+/* Is the set bounded for each value of the parameters?
+ */
+int isl_basic_set_is_bounded(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 {
        struct isl_tab *tab;
        int bounded;
 
-       tab = isl_tab_from_recession_cone(bset);
+       if (!bset)
+               return -1;
+       if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
+               return 1;
+
+       tab = isl_tab_from_recession_cone(bset, 1);
        bounded = isl_tab_cone_is_bounded(tab);
        isl_tab_free(tab);
        return bounded;
 }
 
-static int isl_set_is_bounded(struct isl_set *set)
+/* Is the image bounded for each value of the parameters and
+ * the domain variables?
+ */
+int isl_basic_map_image_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
+{
+       unsigned nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
+       unsigned n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
+       int bounded;
+
+       bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
+       bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
+       bmap = isl_basic_map_move_dims(bmap, isl_dim_param, nparam,
+                                       isl_dim_in, 0, n_in);
+       bounded = isl_basic_set_is_bounded((isl_basic_set *)bmap);
+       isl_basic_map_free(bmap);
+
+       return bounded;
+}
+
+/* Is the set bounded for each value of the parameters?
+ */
+int isl_set_is_bounded(__isl_keep isl_set *set)
 {
        int i;
 
+       if (!set)
+               return -1;
+
        for (i = 0; i < set->n; ++i) {
                int bounded = isl_basic_set_is_bounded(set->p[i]);
                if (!bounded || bounded < 0)
@@ -1040,7 +962,7 @@ static struct isl_basic_set *induced_lineality_space(
                goto error;
 
        dim = isl_basic_set_total_dim(bset1);
-       lin = isl_basic_set_alloc_dim(isl_basic_set_get_dim(bset1), 0,
+       lin = isl_basic_set_alloc_space(isl_basic_set_get_space(bset1), 0,
                                        bset1->n_eq + bset2->n_eq,
                                        bset1->n_ineq + bset2->n_ineq);
        lin = isl_basic_set_set_rational(lin);
@@ -1118,7 +1040,7 @@ static struct isl_basic_set *modulo_lineality(struct isl_set *set,
        if (!set || !lin)
                goto error;
        lin_dim = total - lin->n_eq;
-       M = isl_mat_sub_alloc(set->ctx, lin->eq, 0, lin->n_eq, 1, total);
+       M = isl_mat_sub_alloc6(set->ctx, lin->eq, 0, lin->n_eq, 1, total);
        M = isl_mat_left_hermite(M, 0, &U, &Q);
        if (!M)
                goto error;
@@ -1131,7 +1053,7 @@ static struct isl_basic_set *modulo_lineality(struct isl_set *set,
        Q = isl_mat_lin_to_aff(Q);
 
        set = isl_set_preimage(set, U);
-       set = isl_set_remove_dims(set, total - lin_dim, lin_dim);
+       set = isl_set_remove_dims(set, isl_dim_set, total - lin_dim, lin_dim);
        hull = uset_convex_hull(set);
        hull = isl_basic_set_preimage(hull, Q);
 
@@ -1154,7 +1076,7 @@ error:
 static struct isl_basic_set *valid_direction_lp(
        struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
 {
-       struct isl_dim *dim;
+       isl_space *dim;
        struct isl_basic_set *lp;
        unsigned d;
        int n;
@@ -1165,8 +1087,8 @@ static struct isl_basic_set *valid_direction_lp(
        d = 1 + isl_basic_set_total_dim(bset1);
        n = 2 +
            2 * bset1->n_eq + bset1->n_ineq + 2 * bset2->n_eq + bset2->n_ineq;
-       dim = isl_dim_set_alloc(bset1->ctx, 0, n);
-       lp = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, d, n);
+       dim = isl_space_set_alloc(bset1->ctx, 0, n);
+       lp = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, d, n);
        if (!lp)
                goto error;
        for (i = 0; i < n; ++i) {
@@ -1182,23 +1104,25 @@ static struct isl_basic_set *valid_direction_lp(
                if (k < 0)
                        goto error;
                n = 0;
-               isl_int_set_si(lp->eq[k][n++], 0);
+               isl_int_set_si(lp->eq[k][n], 0); n++;
                /* positivity constraint 1 >= 0 */
-               isl_int_set_si(lp->eq[k][n++], i == 0);
+               isl_int_set_si(lp->eq[k][n], i == 0); n++;
                for (j = 0; j < bset1->n_eq; ++j) {
-                       isl_int_set(lp->eq[k][n++], bset1->eq[j][i]);
-                       isl_int_neg(lp->eq[k][n++], bset1->eq[j][i]);
+                       isl_int_set(lp->eq[k][n], bset1->eq[j][i]); n++;
+                       isl_int_neg(lp->eq[k][n], bset1->eq[j][i]); n++;
+               }
+               for (j = 0; j < bset1->n_ineq; ++j) {
+                       isl_int_set(lp->eq[k][n], bset1->ineq[j][i]); n++;
                }
-               for (j = 0; j < bset1->n_ineq; ++j)
-                       isl_int_set(lp->eq[k][n++], bset1->ineq[j][i]);
                /* positivity constraint 1 >= 0 */
-               isl_int_set_si(lp->eq[k][n++], -(i == 0));
+               isl_int_set_si(lp->eq[k][n], -(i == 0)); n++;
                for (j = 0; j < bset2->n_eq; ++j) {
-                       isl_int_neg(lp->eq[k][n++], bset2->eq[j][i]);
-                       isl_int_set(lp->eq[k][n++], bset2->eq[j][i]);
+                       isl_int_neg(lp->eq[k][n], bset2->eq[j][i]); n++;
+                       isl_int_set(lp->eq[k][n], bset2->eq[j][i]); n++;
+               }
+               for (j = 0; j < bset2->n_ineq; ++j) {
+                       isl_int_neg(lp->eq[k][n], bset2->ineq[j][i]); n++;
                }
-               for (j = 0; j < bset2->n_ineq; ++j)
-                       isl_int_neg(lp->eq[k][n++], bset2->ineq[j][i]);
        }
        lp = isl_basic_set_gauss(lp, NULL);
        isl_basic_set_free(bset1);
@@ -1222,7 +1146,7 @@ error:
  * (including the "positivity constraint" 1 >= 0) and \alpha_{ij}
  * strictly positive numbers.  For simplicity we impose \alpha_{ij} >= 1.
  * We first set up an LP with as variables the \alpha{ij}.
- * In this formulateion, for each polyhedron i,
+ * In this formulation, for each polyhedron i,
  * the first constraint is the positivity constraint, followed by pairs
  * of variables for the equalities, followed by variables for the inequalities.
  * We then simply pick a feasible solution and compute s using (*).
@@ -1245,7 +1169,7 @@ static struct isl_vec *valid_direction(
                goto error;
        lp = valid_direction_lp(isl_basic_set_copy(bset1),
                                isl_basic_set_copy(bset2));
-       tab = isl_tab_from_basic_set(lp);
+       tab = isl_tab_from_basic_set(lp, 0);
        sample = isl_tab_get_sample_value(tab);
        isl_tab_free(tab);
        isl_basic_set_free(lp);
@@ -1258,7 +1182,7 @@ static struct isl_vec *valid_direction(
        isl_seq_clr(dir->block.data + 1, dir->size - 1);
        n = 1;
        /* positivity constraint 1 >= 0 */
-       isl_int_set(dir->block.data[0], sample->block.data[n++]);
+       isl_int_set(dir->block.data[0], sample->block.data[n]); n++;
        for (i = 0; i < bset1->n_eq; ++i) {
                isl_int_sub(sample->block.data[n],
                            sample->block.data[n], sample->block.data[n+1]);
@@ -1273,7 +1197,7 @@ static struct isl_vec *valid_direction(
                                bset1->ctx->one, dir->block.data,
                                sample->block.data[n++], bset1->ineq[i], 1 + d);
        isl_vec_free(sample);
-       isl_seq_normalize(bset1->ctx, dir->block.data + 1, dir->size - 1);
+       isl_seq_normalize(bset1->ctx, dir->el, dir->size);
        isl_basic_set_free(bset1);
        isl_basic_set_free(bset2);
        return dir;
@@ -1399,7 +1323,7 @@ static struct isl_basic_set *convex_hull_pair_pointed(
 
        bset1 = homogeneous_map(bset1, isl_mat_copy(T2));
        bset2 = homogeneous_map(bset2, T2);
-       set = isl_set_alloc_dim(isl_basic_set_get_dim(bset1), 2, 0);
+       set = isl_set_alloc_space(isl_basic_set_get_space(bset1), 2, 0);
        set = isl_set_add_basic_set(set, bset1);
        set = isl_set_add_basic_set(set, bset2);
        hull = uset_convex_hull(set);
@@ -1415,18 +1339,50 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+static struct isl_basic_set *uset_convex_hull_wrap(struct isl_set *set);
+static struct isl_basic_set *modulo_affine_hull(
+       struct isl_set *set, struct isl_basic_set *affine_hull);
+
 /* Compute the convex hull of a pair of basic sets without any parameters or
  * integer divisions.
  *
+ * This function is called from uset_convex_hull_unbounded, which
+ * means that the complete convex hull is unbounded.  Some pairs
+ * of basic sets may still be bounded, though.
+ * They may even lie inside a lower dimensional space, in which
+ * case they need to be handled inside their affine hull since
+ * the main algorithm assumes that the result is full-dimensional.
+ *
  * If the convex hull of the two basic sets would have a non-trivial
  * lineality space, we first project out this lineality space.
  */
 static struct isl_basic_set *convex_hull_pair(struct isl_basic_set *bset1,
        struct isl_basic_set *bset2)
 {
-       struct isl_basic_set *lin;
+       isl_basic_set *lin, *aff;
+       int bounded1, bounded2;
+
+       if (bset1->ctx->opt->convex == ISL_CONVEX_HULL_FM)
+               return convex_hull_pair_elim(bset1, bset2);
+
+       aff = isl_set_affine_hull(isl_basic_set_union(isl_basic_set_copy(bset1),
+                                                   isl_basic_set_copy(bset2)));
+       if (!aff)
+               goto error;
+       if (aff->n_eq != 0) 
+               return modulo_affine_hull(isl_basic_set_union(bset1, bset2), aff);
+       isl_basic_set_free(aff);
 
-       if (isl_basic_set_is_bounded(bset1) || isl_basic_set_is_bounded(bset2))
+       bounded1 = isl_basic_set_is_bounded(bset1);
+       bounded2 = isl_basic_set_is_bounded(bset2);
+
+       if (bounded1 < 0 || bounded2 < 0)
+               goto error;
+
+       if (bounded1 && bounded2)
+               uset_convex_hull_wrap(isl_basic_set_union(bset1, bset2));
+
+       if (bounded1 || bounded2)
                return convex_hull_pair_pointed(bset1, bset2);
 
        lin = induced_lineality_space(isl_basic_set_copy(bset1),
@@ -1440,7 +1396,7 @@ static struct isl_basic_set *convex_hull_pair(struct isl_basic_set *bset1,
        }
        if (lin->n_eq < isl_basic_set_total_dim(lin)) {
                struct isl_set *set;
-               set = isl_set_alloc_dim(isl_basic_set_get_dim(bset1), 2, 0);
+               set = isl_set_alloc_space(isl_basic_set_get_space(bset1), 2, 0);
                set = isl_set_add_basic_set(set, bset1);
                set = isl_set_add_basic_set(set, bset2);
                return modulo_lineality(set, lin);
@@ -1470,7 +1426,7 @@ struct isl_basic_set *isl_basic_set_lineality_space(struct isl_basic_set *bset)
        isl_assert(bset->ctx, bset->n_div == 0, goto error);
        dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
 
-       lin = isl_basic_set_alloc_dim(isl_basic_set_get_dim(bset), 0, dim, 0);
+       lin = isl_basic_set_alloc_space(isl_basic_set_get_space(bset), 0, dim, 0);
        if (!lin)
                goto error;
        for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
@@ -1512,12 +1468,12 @@ static struct isl_basic_set *uset_combined_lineality_space(struct isl_set *set)
        if (!set)
                return NULL;
        if (set->n == 0) {
-               struct isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
+               isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
                isl_set_free(set);
                return isl_basic_set_empty(dim);
        }
 
-       lin = isl_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), set->n, 0);
+       lin = isl_set_alloc_space(isl_set_get_space(set), set->n, 0);
        for (i = 0; i < set->n; ++i)
                lin = isl_set_add_basic_set(lin,
                    isl_basic_set_lineality_space(isl_basic_set_copy(set->p[i])));
@@ -1575,13 +1531,8 @@ error:
 }
 
 /* Compute an initial hull for wrapping containing a single initial
- * facet by first computing bounds on the set and then using these
- * bounds to construct an initial facet.
- * This function is a remnant of an older implementation where the
- * bounds were also used to check whether the set was bounded.
- * Since this function will now only be called when we know the
- * set to be bounded, the initial facet should probably be constructed 
- * by simply using the coordinate directions instead.
+ * facet.
+ * This function assumes that the given set is bounded.
  */
 static struct isl_basic_set *initial_hull(struct isl_basic_set *hull,
        struct isl_set *set)
@@ -1592,11 +1543,7 @@ static struct isl_basic_set *initial_hull(struct isl_basic_set *hull,
 
        if (!hull)
                goto error;
-       bounds = independent_bounds(set);
-       if (!bounds)
-               goto error;
-       isl_assert(set->ctx, bounds->n_row == isl_set_n_dim(set), goto error);
-       bounds = initial_facet_constraint(set, bounds);
+       bounds = initial_facet_constraint(set);
        if (!bounds)
                goto error;
        k = isl_basic_set_alloc_inequality(hull);
@@ -1724,9 +1671,9 @@ static struct isl_basic_set *common_constraints(struct isl_basic_set *hull,
        if (isl_hash_table_init(hull->ctx, table, min_constraints))
                goto error;
 
-       total = isl_dim_total(set->dim);
+       total = isl_space_dim(set->dim, isl_dim_all);
        for (i = 0; i < set->p[best]->n_ineq; ++i) {
-               constraints[i].c = isl_mat_sub_alloc(hull->ctx,
+               constraints[i].c = isl_mat_sub_alloc6(hull->ctx,
                        set->p[best]->ineq + i, 0, 1, 0, 1 + total);
                if (!constraints[i].c)
                        goto error;
@@ -1821,7 +1768,7 @@ static struct isl_basic_set *proto_hull(struct isl_set *set, int *is_hull)
                n_ineq += set->p[i]->n_eq;
                n_ineq += set->p[i]->n_ineq;
        }
-       hull = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), 0, 0, n_ineq);
+       hull = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), 0, 0, n_ineq);
        hull = isl_basic_set_set_rational(hull);
        if (!hull)
                return NULL;
@@ -1873,7 +1820,8 @@ static struct isl_basic_set *uset_convex_hull(struct isl_set *set)
        if (isl_set_n_dim(set) == 1)
                return convex_hull_1d(set);
 
-       if (isl_set_is_bounded(set))
+       if (isl_set_is_bounded(set) &&
+           set->ctx->opt->convex == ISL_CONVEX_HULL_WRAP)
                return uset_convex_hull_wrap(set);
 
        lin = uset_combined_lineality_space(isl_set_copy(set));
@@ -1902,23 +1850,24 @@ static struct isl_basic_set *uset_convex_hull_wrap_bounded(struct isl_set *set)
 {
        struct isl_basic_set *convex_hull = NULL;
 
+       if (!set)
+               goto error;
+
        if (isl_set_n_dim(set) == 0) {
-               convex_hull = isl_basic_set_universe(isl_dim_copy(set->dim));
+               convex_hull = isl_basic_set_universe(isl_space_copy(set->dim));
                isl_set_free(set);
                convex_hull = isl_basic_set_set_rational(convex_hull);
                return convex_hull;
        }
 
        set = isl_set_set_rational(set);
-
-       if (!set)
-               goto error;
        set = isl_set_coalesce(set);
        if (!set)
                goto error;
        if (set->n == 1) {
                convex_hull = isl_basic_set_copy(set->p[0]);
                isl_set_free(set);
+               convex_hull = isl_basic_map_remove_redundancies(convex_hull);
                return convex_hull;
        }
        if (isl_set_n_dim(set) == 1)
@@ -1935,7 +1884,7 @@ error:
  * convex hull of the transformed set and then add the equalities back
  * (after performing the inverse transformation.
  */
-static struct isl_basic_set *modulo_affine_hull(struct isl_ctx *ctx,
+static struct isl_basic_set *modulo_affine_hull(
        struct isl_set *set, struct isl_basic_set *affine_hull)
 {
        struct isl_mat *T;
@@ -1985,6 +1934,8 @@ struct isl_basic_map *isl_map_convex_hull(struct isl_map *map)
 
        map = isl_map_detect_equalities(map);
        map = isl_map_align_divs(map);
+       if (!map)
+               goto error;
        model = isl_basic_map_copy(map->p[0]);
        set = isl_map_underlying_set(map);
        if (!set)
@@ -1994,13 +1945,15 @@ struct isl_basic_map *isl_map_convex_hull(struct isl_map *map)
        if (!affine_hull)
                goto error;
        if (affine_hull->n_eq != 0)
-               bset = modulo_affine_hull(ctx, set, affine_hull);
+               bset = modulo_affine_hull(set, affine_hull);
        else {
                isl_basic_set_free(affine_hull);
                bset = uset_convex_hull(set);
        }
 
        convex_hull = isl_basic_map_overlying_set(bset, model);
+       if (!convex_hull)
+               return NULL;
 
        ISL_F_SET(convex_hull, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
        ISL_F_SET(convex_hull, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
@@ -2018,6 +1971,19 @@ struct isl_basic_set *isl_set_convex_hull(struct isl_set *set)
                isl_map_convex_hull((struct isl_map *)set);
 }
 
+__isl_give isl_basic_map *isl_map_polyhedral_hull(__isl_take isl_map *map)
+{
+       isl_basic_map *hull;
+
+       hull = isl_map_convex_hull(map);
+       return isl_basic_map_remove_divs(hull);
+}
+
+__isl_give isl_basic_set *isl_set_polyhedral_hull(__isl_take isl_set *set)
+{
+       return (isl_basic_set *)isl_map_polyhedral_hull((isl_map *)set);
+}
+
 struct sh_data_entry {
        struct isl_hash_table   *table;
        struct isl_tab          *tab;
@@ -2141,18 +2107,20 @@ error:
  * it can be relaxed (by increasing the constant term) to become
  * a bound for that basic set.  In the latter case, the constant
  * term is updated.
+ * Relaxation of the constant term is only allowed if "shift" is set.
+ *
  * Return 1 if "ineq" is a bound
  *       0 if "ineq" may attain arbitrarily small values on basic set "j"
  *      -1 if some error occurred
  */
 static int is_bound(struct sh_data *data, struct isl_set *set, int j,
-                       isl_int *ineq)
+       isl_int *ineq, int shift)
 {
        enum isl_lp_result res;
        isl_int opt;
 
        if (!data->p[j].tab) {
-               data->p[j].tab = isl_tab_from_basic_set(set->p[j]);
+               data->p[j].tab = isl_tab_from_basic_set(set->p[j], 0);
                if (!data->p[j].tab)
                        return -1;
        }
@@ -2161,18 +2129,22 @@ static int is_bound(struct sh_data *data, struct isl_set *set, int j,
 
        res = isl_tab_min(data->p[j].tab, ineq, data->ctx->one,
                                &opt, NULL, 0);
-       if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
-               isl_int_sub(ineq[0], ineq[0], opt);
+       if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt)) {
+               if (shift)
+                       isl_int_sub(ineq[0], ineq[0], opt);
+               else
+                       res = isl_lp_unbounded;
+       }
 
        isl_int_clear(opt);
 
-       return res == isl_lp_ok ? 1 :
+       return (res == isl_lp_ok || res == isl_lp_empty) ? 1 :
               res == isl_lp_unbounded ? 0 : -1;
 }
 
-/* Check if inequality "ineq" from basic set "i" can be relaxed to
+/* Check if inequality "ineq" from basic set "i" is or can be relaxed to
  * become a bound on the whole set.  If so, add the (relaxed) inequality
- * to "hull".
+ * to "hull".  Relaxation is only allowed if "shift" is set.
  *
  * We first check if "hull" already contains a translate of the inequality.
  * If so, we are done.
@@ -2188,7 +2160,8 @@ static int is_bound(struct sh_data *data, struct isl_set *set, int j,
  * the inequality accordingly.
  */
 static struct isl_basic_set *add_bound(struct isl_basic_set *hull,
-       struct sh_data *data, struct isl_set *set, int i, isl_int *ineq)
+       struct sh_data *data, struct isl_set *set, int i, isl_int *ineq,
+       int shift)
 {
        uint32_t c_hash;
        struct ineq_cmp_data v;
@@ -2223,7 +2196,7 @@ static struct isl_basic_set *add_bound(struct isl_basic_set *hull,
 
        for (j = 0; j < i; ++j) {
                int bound;
-               bound = is_bound(data, set, j, hull->ineq[k]);
+               bound = is_bound(data, set, j, hull->ineq[k], shift);
                if (bound < 0)
                        goto error;
                if (!bound)
@@ -2251,7 +2224,7 @@ static struct isl_basic_set *add_bound(struct isl_basic_set *hull,
                                isl_int_neg(ineq_j[0], ineq_j[0]);
                        continue;
                }
-               bound = is_bound(data, set, j, hull->ineq[k]);
+               bound = is_bound(data, set, j, hull->ineq[k], shift);
                if (bound < 0)
                        goto error;
                if (!bound)
@@ -2274,12 +2247,12 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-/* Check if any inequality from basic set "i" can be relaxed to
+/* Check if any inequality from basic set "i" is or can be relaxed to
  * become a bound on the whole set.  If so, add the (relaxed) inequality
- * to "hull".
+ * to "hull".  Relaxation is only allowed if "shift" is set.
  */
 static struct isl_basic_set *add_bounds(struct isl_basic_set *bset,
-       struct sh_data *data, struct isl_set *set, int i)
+       struct sh_data *data, struct isl_set *set, int i, int shift)
 {
        int j, k;
        unsigned dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
@@ -2287,18 +2260,21 @@ static struct isl_basic_set *add_bounds(struct isl_basic_set *bset,
        for (j = 0; j < set->p[i]->n_eq; ++j) {
                for (k = 0; k < 2; ++k) {
                        isl_seq_neg(set->p[i]->eq[j], set->p[i]->eq[j], 1+dim);
-                       add_bound(bset, data, set, i, set->p[i]->eq[j]);
+                       bset = add_bound(bset, data, set, i, set->p[i]->eq[j],
+                                           shift);
                }
        }
        for (j = 0; j < set->p[i]->n_ineq; ++j)
-               add_bound(bset, data, set, i, set->p[i]->ineq[j]);
+               bset = add_bound(bset, data, set, i, set->p[i]->ineq[j], shift);
        return bset;
 }
 
 /* Compute a superset of the convex hull of set that is described
- * by only translates of the constraints in the constituents of set.
+ * by only (translates of) the constraints in the constituents of set.
+ * Translation is only allowed if "shift" is set.
  */
-static struct isl_basic_set *uset_simple_hull(struct isl_set *set)
+static __isl_give isl_basic_set *uset_simple_hull(__isl_take isl_set *set,
+       int shift)
 {
        struct sh_data *data = NULL;
        struct isl_basic_set *hull = NULL;
@@ -2315,7 +2291,7 @@ static struct isl_basic_set *uset_simple_hull(struct isl_set *set)
                n_ineq += 2 * set->p[i]->n_eq + set->p[i]->n_ineq;
        }
 
-       hull = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), 0, 0, n_ineq);
+       hull = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), 0, 0, n_ineq);
        if (!hull)
                goto error;
 
@@ -2324,7 +2300,7 @@ static struct isl_basic_set *uset_simple_hull(struct isl_set *set)
                goto error;
 
        for (i = 0; i < set->n; ++i)
-               hull = add_bounds(hull, data, set, i);
+               hull = add_bounds(hull, data, set, i, shift);
 
        sh_data_free(data);
        isl_set_free(set);
@@ -2338,9 +2314,11 @@ error:
 }
 
 /* Compute a superset of the convex hull of map that is described
- * by only translates of the constraints in the constituents of map.
+ * by only (translates of) the constraints in the constituents of map.
+ * Translation is only allowed if "shift" is set.
  */
-struct isl_basic_map *isl_map_simple_hull(struct isl_map *map)
+static __isl_give isl_basic_map *map_simple_hull(__isl_take isl_map *map,
+       int shift)
 {
        struct isl_set *set = NULL;
        struct isl_basic_map *model = NULL;
@@ -2364,28 +2342,54 @@ struct isl_basic_map *isl_map_simple_hull(struct isl_map *map)
        map = isl_map_detect_equalities(map);
        affine_hull = isl_map_affine_hull(isl_map_copy(map));
        map = isl_map_align_divs(map);
-       model = isl_basic_map_copy(map->p[0]);
+       model = map ? isl_basic_map_copy(map->p[0]) : NULL;
 
        set = isl_map_underlying_set(map);
 
-       bset = uset_simple_hull(set);
+       bset = uset_simple_hull(set, shift);
 
        hull = isl_basic_map_overlying_set(bset, model);
 
        hull = isl_basic_map_intersect(hull, affine_hull);
-       hull = isl_basic_map_convex_hull(hull);
+       hull = isl_basic_map_remove_redundancies(hull);
+
+       if (!hull)
+               return NULL;
        ISL_F_SET(hull, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
        ISL_F_SET(hull, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 
        return hull;
 }
 
+/* Compute a superset of the convex hull of map that is described
+ * by only translates of the constraints in the constituents of map.
+ */
+__isl_give isl_basic_map *isl_map_simple_hull(__isl_take isl_map *map)
+{
+       return map_simple_hull(map, 1);
+}
+
 struct isl_basic_set *isl_set_simple_hull(struct isl_set *set)
 {
        return (struct isl_basic_set *)
                isl_map_simple_hull((struct isl_map *)set);
 }
 
+/* Compute a superset of the convex hull of map that is described
+ * by only the constraints in the constituents of map.
+ */
+__isl_give isl_basic_map *isl_map_unshifted_simple_hull(
+       __isl_take isl_map *map)
+{
+       return map_simple_hull(map, 0);
+}
+
+__isl_give isl_basic_set *isl_set_unshifted_simple_hull(
+       __isl_take isl_set *set)
+{
+       return isl_map_unshifted_simple_hull(set);
+}
+
 /* Given a set "set", return parametric bounds on the dimension "dim".
  */
 static struct isl_basic_set *set_bounds(struct isl_set *set, int dim)