and isl_pw_aff_tdiv_q and isl_pw_aff_tdiv_r
[platform/upstream/isl.git] / isl_aff.c
index de0bd22..675801f 100644 (file)
--- a/isl_aff.c
+++ b/isl_aff.c
@@ -1,25 +1,29 @@
 /*
  * Copyright 2011      INRIA Saclay
- * Copyright 2011      Universiteit Leiden
+ * Copyright 2011      Sven Verdoolaege
+ * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
  *
- * 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, INRIA Saclay - Ile-de-France,
  * Parc Club Orsay Universite, ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod,
  * 91893 Orsay, France
- * and Leiden Institute of Advanced Computer Science,
- * Universiteit Leiden, Niels Bohrweg 1, 2333 CA Leiden, The Netherlands
+ * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
  */
 
+#include <isl_ctx_private.h>
+#define ISL_DIM_H
 #include <isl_map_private.h>
+#include <isl_union_map_private.h>
 #include <isl_aff_private.h>
-#include <isl_dim_private.h>
+#include <isl_space_private.h>
 #include <isl_local_space_private.h>
 #include <isl_mat_private.h>
 #include <isl_list_private.h>
 #include <isl/constraint.h>
 #include <isl/seq.h>
 #include <isl/set.h>
+#include <isl_config.h>
 
 __isl_give isl_aff *isl_aff_alloc_vec(__isl_take isl_local_space *ls,
        __isl_take isl_vec *v)
@@ -57,6 +61,10 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_alloc(__isl_take isl_local_space *ls)
        if (!isl_local_space_divs_known(ls))
                isl_die(ctx, isl_error_invalid, "local space has unknown divs",
                        goto error);
+       if (!isl_local_space_is_set(ls))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "domain of affine expression should be a set",
+                       goto error);
 
        total = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_all);
        v = isl_vec_alloc(ctx, 1 + 1 + total);
@@ -66,7 +74,7 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_zero(__isl_take isl_local_space *ls)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_zero_on_domain(__isl_take isl_local_space *ls)
 {
        isl_aff *aff;
 
@@ -130,45 +138,97 @@ isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff)
        return aff ? isl_local_space_get_ctx(aff->ls) : NULL;
 }
 
+/* Externally, an isl_aff has a map space, but internally, the
+ * ls field corresponds to the domain of that space.
+ */
 int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff, enum isl_dim_type type)
 {
-       return aff ? isl_local_space_dim(aff->ls, type) : 0;
+       if (!aff)
+               return 0;
+       if (type == isl_dim_out)
+               return 1;
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+       return isl_local_space_dim(aff->ls, type);
 }
 
-__isl_give isl_dim *isl_aff_get_dim(__isl_keep isl_aff *aff)
+__isl_give isl_space *isl_aff_get_domain_space(__isl_keep isl_aff *aff)
 {
-       return aff ? isl_local_space_get_dim(aff->ls) : NULL;
+       return aff ? isl_local_space_get_space(aff->ls) : NULL;
 }
 
-__isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(__isl_keep isl_aff *aff)
+__isl_give isl_space *isl_aff_get_space(__isl_keep isl_aff *aff)
+{
+       isl_space *space;
+       if (!aff)
+               return NULL;
+       space = isl_local_space_get_space(aff->ls);
+       space = isl_space_from_domain(space);
+       space = isl_space_add_dims(space, isl_dim_out, 1);
+       return space;
+}
+
+__isl_give isl_local_space *isl_aff_get_domain_local_space(
+       __isl_keep isl_aff *aff)
 {
        return aff ? isl_local_space_copy(aff->ls) : NULL;
 }
 
+__isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(__isl_keep isl_aff *aff)
+{
+       isl_local_space *ls;
+       if (!aff)
+               return NULL;
+       ls = isl_local_space_copy(aff->ls);
+       ls = isl_local_space_from_domain(ls);
+       ls = isl_local_space_add_dims(ls, isl_dim_out, 1);
+       return ls;
+}
+
+/* Externally, an isl_aff has a map space, but internally, the
+ * ls field corresponds to the domain of that space.
+ */
 const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
        enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 {
-       return aff ? isl_local_space_get_dim_name(aff->ls, type, pos) : 0;
+       if (!aff)
+               return NULL;
+       if (type == isl_dim_out)
+               return NULL;
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+       return isl_local_space_get_dim_name(aff->ls, type, pos);
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_reset_dim(__isl_take isl_aff *aff,
-       __isl_take isl_dim *dim)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_reset_domain_space(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_space *dim)
 {
        aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff || !dim)
                goto error;
 
-       aff->ls = isl_local_space_reset_dim(aff->ls, dim);
+       aff->ls = isl_local_space_reset_space(aff->ls, dim);
        if (!aff->ls)
                return isl_aff_free(aff);
 
        return aff;
 error:
        isl_aff_free(aff);
-       isl_dim_free(dim);
+       isl_space_free(dim);
        return NULL;
 }
 
+/* Reset the space of "aff".  This function is called from isl_pw_templ.c
+ * and doesn't know if the space of an element object is represented
+ * directly or through its domain.  It therefore passes along both.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_reset_space_and_domain(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_space *space, __isl_take isl_space *domain)
+{
+       isl_space_free(space);
+       return isl_aff_reset_domain_space(aff, domain);
+}
+
 /* Reorder the coefficients of the affine expression based
  * on the given reodering.
  * The reordering r is assumed to have been extended with the local
@@ -183,7 +243,8 @@ static __isl_give isl_vec *vec_reorder(__isl_take isl_vec *vec,
        if (!vec || !r)
                goto error;
 
-       res = isl_vec_alloc(vec->ctx, 2 + isl_dim_total(r->dim) + n_div);
+       res = isl_vec_alloc(vec->ctx,
+                           2 + isl_space_dim(r->dim, isl_dim_all) + n_div);
        isl_seq_cpy(res->el, vec->el, 2);
        isl_seq_clr(res->el + 2, res->size - 2);
        for (i = 0; i < r->len; ++i)
@@ -198,9 +259,10 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-/* Reorder the dimensions of "aff" according to the given reordering.
+/* Reorder the dimensions of the domain of "aff" according
+ * to the given reordering.
  */
-__isl_give isl_aff *isl_aff_realign(__isl_take isl_aff *aff,
+__isl_give isl_aff *isl_aff_realign_domain(__isl_take isl_aff *aff,
        __isl_take isl_reordering *r)
 {
        aff = isl_aff_cow(aff);
@@ -222,6 +284,34 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+__isl_give isl_aff *isl_aff_align_params(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_space *model)
+{
+       if (!aff || !model)
+               goto error;
+
+       if (!isl_space_match(aff->ls->dim, isl_dim_param,
+                            model, isl_dim_param)) {
+               isl_reordering *exp;
+
+               model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
+                                       0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
+               model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
+                                       0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
+               exp = isl_parameter_alignment_reordering(aff->ls->dim, model);
+               exp = isl_reordering_extend_space(exp,
+                                       isl_aff_get_domain_space(aff));
+               aff = isl_aff_realign_domain(aff, exp);
+       }
+
+       isl_space_free(model);
+       return aff;
+error:
+       isl_space_free(model);
+       isl_aff_free(aff);
+       return NULL;
+}
+
 int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff)
 {
        if (!aff)
@@ -266,6 +356,13 @@ int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
        if (!aff)
                return -1;
 
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       return -1);
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+
        if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
                isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
                        "position out of bounds", return -1);
@@ -336,6 +433,43 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
        return aff;
 }
 
+/* Add "v" to the numerator of the constant term of "aff".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_num(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
+{
+       if (isl_int_is_zero(v))
+               return aff;
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       isl_int_add(aff->v->el[1], aff->v->el[1], v);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Add "v" to the numerator of the constant term of "aff".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_num_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
+{
+       isl_int t;
+
+       if (v == 0)
+               return aff;
+
+       isl_int_init(t);
+       isl_int_set_si(t, v);
+       aff = isl_aff_add_constant_num(aff, t);
+       isl_int_clear(t);
+
+       return aff;
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
 {
        aff = isl_aff_cow(aff);
@@ -357,6 +491,13 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
        if (!aff)
                return NULL;
 
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       return isl_aff_free(aff));
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+
        if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
                isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
                        "position out of bounds", return isl_aff_free(aff));
@@ -381,6 +522,13 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
        if (!aff)
                return NULL;
 
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       return isl_aff_free(aff));
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+
        if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
                isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
                        "position out of bounds", return isl_aff_free(aff));
@@ -405,6 +553,13 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
        if (!aff)
                return NULL;
 
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       return isl_aff_free(aff));
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+
        if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
                isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
                        "position out of bounds", return isl_aff_free(aff));
@@ -436,7 +591,7 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_div *isl_aff_get_div(__isl_keep isl_aff *aff, int pos)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_get_div(__isl_keep isl_aff *aff, int pos)
 {
        if (!aff)
                return NULL;
@@ -458,14 +613,243 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff)
        return aff;
 }
 
+/* Remove divs from the local space that do not appear in the affine
+ * expression.
+ * We currently only remove divs at the end.
+ * Some intermediate divs may also not appear directly in the affine
+ * expression, but we would also need to check that no other divs are
+ * defined in terms of them.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_remove_unused_divs( __isl_take isl_aff *aff)
+{
+       int pos;
+       int off;
+       int n;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       n = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
+       off = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
+
+       pos = isl_seq_last_non_zero(aff->v->el + 1 + off, n) + 1;
+       if (pos == n)
+               return aff;
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       aff->ls = isl_local_space_drop_dims(aff->ls, isl_dim_div, pos, n - pos);
+       aff->v = isl_vec_drop_els(aff->v, 1 + off + pos, n - pos);
+       if (!aff->ls || !aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Given two affine expressions "p" of length p_len (including the
+ * denominator and the constant term) and "subs" of length subs_len,
+ * plug in "subs" for the variable at position "pos".
+ * The variables of "subs" and "p" are assumed to match up to subs_len,
+ * but "p" may have additional variables.
+ * "v" is an initialized isl_int that can be used internally.
+ *
+ * In particular, if "p" represents the expression
+ *
+ *     (a i + g)/m
+ *
+ * with i the variable at position "pos" and "subs" represents the expression
+ *
+ *     f/d
+ *
+ * then the result represents the expression
+ *
+ *     (a f + d g)/(m d)
+ *
+ */
+void isl_seq_substitute(isl_int *p, int pos, isl_int *subs,
+       int p_len, int subs_len, isl_int v)
+{
+       isl_int_set(v, p[1 + pos]);
+       isl_int_set_si(p[1 + pos], 0);
+       isl_seq_combine(p + 1, subs[0], p + 1, v, subs + 1, subs_len - 1);
+       isl_seq_scale(p + subs_len, p + subs_len, subs[0], p_len - subs_len);
+       isl_int_mul(p[0], p[0], subs[0]);
+}
+
+/* Look for any divs in the aff->ls with a denominator equal to one
+ * and plug them into the affine expression and any subsequent divs
+ * that may reference the div.
+ */
+static __isl_give isl_aff *plug_in_integral_divs(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       int i, n;
+       int len;
+       isl_int v;
+       isl_vec *vec;
+       isl_local_space *ls;
+       unsigned pos;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       n = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
+       len = aff->v->size;
+       for (i = 0; i < n; ++i) {
+               if (!isl_int_is_one(aff->ls->div->row[i][0]))
+                       continue;
+               ls = isl_local_space_copy(aff->ls);
+               ls = isl_local_space_substitute_seq(ls, isl_dim_div, i,
+                                           aff->ls->div->row[i], len, i + 1);
+               vec = isl_vec_copy(aff->v);
+               vec = isl_vec_cow(vec);
+               if (!ls || !vec)
+                       goto error;
+
+               isl_int_init(v);
+
+               pos = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div) + i;
+               isl_seq_substitute(vec->el, pos, aff->ls->div->row[i],
+                                       len, len, v);
+
+               isl_int_clear(v);
+
+               isl_vec_free(aff->v);
+               aff->v = vec;
+               isl_local_space_free(aff->ls);
+               aff->ls = ls;
+       }
+
+       return aff;
+error:
+       isl_vec_free(vec);
+       isl_local_space_free(ls);
+       return isl_aff_free(aff);
+}
+
+/* Swap divs "a" and "b" in "aff", which is assumed to be non-NULL.
+ *
+ * Even though this function is only called on isl_affs with a single
+ * reference, we are careful to only change aff->v and aff->ls together.
+ */
+static __isl_give isl_aff *swap_div(__isl_take isl_aff *aff, int a, int b)
+{
+       unsigned off = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
+       isl_local_space *ls;
+       isl_vec *v;
+
+       ls = isl_local_space_copy(aff->ls);
+       ls = isl_local_space_swap_div(ls, a, b);
+       v = isl_vec_copy(aff->v);
+       v = isl_vec_cow(v);
+       if (!ls || !v)
+               goto error;
+
+       isl_int_swap(v->el[1 + off + a], v->el[1 + off + b]);
+       isl_vec_free(aff->v);
+       aff->v = v;
+       isl_local_space_free(aff->ls);
+       aff->ls = ls;
+
+       return aff;
+error:
+       isl_vec_free(v);
+       isl_local_space_free(ls);
+       return isl_aff_free(aff);
+}
+
+/* Merge divs "a" and "b" in "aff", which is assumed to be non-NULL.
+ *
+ * We currently do not actually remove div "b", but simply add its
+ * coefficient to that of "a" and then zero it out.
+ */
+static __isl_give isl_aff *merge_divs(__isl_take isl_aff *aff, int a, int b)
+{
+       unsigned off = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
+
+       if (isl_int_is_zero(aff->v->el[1 + off + b]))
+               return aff;
+
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       isl_int_add(aff->v->el[1 + off + a],
+                   aff->v->el[1 + off + a], aff->v->el[1 + off + b]);
+       isl_int_set_si(aff->v->el[1 + off + b], 0);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Sort the divs in the local space of "aff" according to
+ * the comparison function "cmp_row" in isl_local_space.c,
+ * combining the coefficients of identical divs.
+ *
+ * Reordering divs does not change the semantics of "aff",
+ * so there is no need to call isl_aff_cow.
+ * Moreover, this function is currently only called on isl_affs
+ * with a single reference.
+ */
+static __isl_give isl_aff *sort_divs(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       int i, j, n;
+       unsigned off;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       off = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
+       n = isl_aff_dim(aff, isl_dim_div);
+       for (i = 1; i < n; ++i) {
+               for (j = i - 1; j >= 0; --j) {
+                       int cmp = isl_mat_cmp_div(aff->ls->div, j, j + 1);
+                       if (cmp < 0)
+                               break;
+                       if (cmp == 0)
+                               aff = merge_divs(aff, j, j + 1);
+                       else
+                               aff = swap_div(aff, j, j + 1);
+                       if (!aff)
+                               return NULL;
+               }
+       }
+
+       return aff;
+}
+
+/* Normalize the representation of "aff".
+ *
+ * This function should only be called of "new" isl_affs, i.e.,
+ * with only a single reference.  We therefore do not need to
+ * worry about affecting other instances.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_normalize(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       if (!aff)
+               return NULL;
+       aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+       aff = plug_in_integral_divs(aff);
+       aff = sort_divs(aff);
+       aff = isl_aff_remove_unused_divs(aff);
+       return aff;
+}
+
 /* Given f, return floor(f).
  * If f is an integer expression, then just return f.
- * Otherwise, create a new div d = [f] and return the expression d.
+ * If f is a constant, then return the constant floor(f).
+ * Otherwise, if f = g/m, write g = q m + r,
+ * create a new div d = [r/m] and return the expression q + d.
+ * The coefficients in r are taken to lie between -m/2 and m/2.
  */
 __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff)
 {
+       int i;
        int size;
        isl_ctx *ctx;
+       isl_vec *div;
 
        if (!aff)
                return NULL;
@@ -477,15 +861,38 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff)
        if (!aff)
                return NULL;
 
-       aff->ls = isl_local_space_add_div(aff->ls, isl_vec_copy(aff->v));
-       if (!aff->ls)
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       if (isl_aff_is_cst(aff)) {
+               isl_int_fdiv_q(aff->v->el[1], aff->v->el[1], aff->v->el[0]);
+               isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
+               return aff;
+       }
+
+       div = isl_vec_copy(aff->v);
+       div = isl_vec_cow(div);
+       if (!div)
                return isl_aff_free(aff);
 
        ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
+       isl_int_fdiv_q(aff->v->el[0], aff->v->el[0], ctx->two);
+       for (i = 1; i < aff->v->size; ++i) {
+               isl_int_fdiv_r(div->el[i], div->el[i], div->el[0]);
+               isl_int_fdiv_q(aff->v->el[i], aff->v->el[i], div->el[0]);
+               if (isl_int_gt(div->el[i], aff->v->el[0])) {
+                       isl_int_sub(div->el[i], div->el[i], div->el[0]);
+                       isl_int_add_ui(aff->v->el[i], aff->v->el[i], 1);
+               }
+       }
+
+       aff->ls = isl_local_space_add_div(aff->ls, div);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
        size = aff->v->size;
-       isl_vec_free(aff->v);
-       aff->v = isl_vec_alloc(ctx, size + 1);
-       aff->v = isl_vec_clr(aff->v);
+       aff->v = isl_vec_extend(aff->v, size + 1);
        if (!aff->v)
                return isl_aff_free(aff);
        isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
@@ -494,6 +901,40 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff)
        return aff;
 }
 
+/* Compute
+ *
+ *     aff mod m = aff - m * floor(aff/m)
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_mod(__isl_take isl_aff *aff, isl_int m)
+{
+       isl_aff *res;
+
+       res = isl_aff_copy(aff);
+       aff = isl_aff_scale_down(aff, m);
+       aff = isl_aff_floor(aff);
+       aff = isl_aff_scale(aff, m);
+       res = isl_aff_sub(res, aff);
+
+       return res;
+}
+
+/* Compute
+ *
+ *     pwaff mod m = pwaff - m * floor(pwaff/m)
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mod(__isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int m)
+{
+       isl_pw_aff *res;
+
+       res = isl_pw_aff_copy(pwaff);
+       pwaff = isl_pw_aff_scale_down(pwaff, m);
+       pwaff = isl_pw_aff_floor(pwaff);
+       pwaff = isl_pw_aff_scale(pwaff, m);
+       res = isl_pw_aff_sub(res, pwaff);
+
+       return res;
+}
+
 /* Given f, return ceil(f).
  * If f is an integer expression, then just return f.
  * Otherwise, create a new div d = [-f] and return the expression -d.
@@ -609,7 +1050,7 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
                goto error;
 
        ctx = isl_aff_get_ctx(aff1);
-       if (!isl_dim_equal(aff1->ls->dim, aff2->ls->dim))
+       if (!isl_space_is_equal(aff1->ls->dim, aff2->ls->dim))
                isl_die(ctx, isl_error_invalid,
                        "spaces don't match", goto error);
 
@@ -676,6 +1117,11 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
        aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff)
                return NULL;
+
+       if (isl_int_is_zero(f))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "cannot scale down by zero", return isl_aff_free(aff));
+
        aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
        if (!aff->v)
                return isl_aff_free(aff);
@@ -712,6 +1158,12 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(__isl_take isl_aff *aff,
        aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff)
                return NULL;
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "cannot set name of output/set dimension",
+                       return isl_aff_free(aff));
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
        aff->ls = isl_local_space_set_dim_name(aff->ls, type, pos, s);
        if (!aff->ls)
                return isl_aff_free(aff);
@@ -719,6 +1171,29 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(__isl_take isl_aff *aff,
        return aff;
 }
 
+__isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_id(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
+{
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               return isl_id_free(id);
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "cannot set name of output/set dimension",
+                       goto error);
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+       aff->ls = isl_local_space_set_dim_id(aff->ls, type, pos, id);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
+error:
+       isl_id_free(id);
+       isl_aff_free(aff);
+       return NULL;
+}
+
 /* Exploit the equalities in "eq" to simplify the affine expression
  * and the expressions of the integer divisions in the local space.
  * The integer divisions in this local space are assumed to appear
@@ -747,7 +1222,7 @@ static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities_lifted(
        if (!aff->ls)
                goto error;
 
-       total = 1 + isl_dim_total(eq->dim);
+       total = 1 + isl_space_dim(eq->dim, isl_dim_all);
        n_div = eq->n_div;
        for (i = 0; i < eq->n_eq; ++i) {
                j = isl_seq_last_non_zero(eq->eq[i], total + n_div);
@@ -759,6 +1234,7 @@ static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities_lifted(
        }
 
        isl_basic_set_free(eq);
+       aff = isl_aff_normalize(aff);
        return aff;
 error:
        isl_basic_set_free(eq);
@@ -802,9 +1278,10 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
        n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
        if (n_div > 0) {
                isl_basic_set *bset;
+               isl_local_space *ls;
                context = isl_set_add_dims(context, isl_dim_set, n_div);
-               bset = isl_basic_set_from_local_space(
-                                           isl_aff_get_local_space(aff));
+               ls = isl_aff_get_domain_local_space(aff);
+               bset = isl_basic_set_from_local_space(ls);
                bset = isl_basic_set_lift(bset);
                bset = isl_basic_set_flatten(bset);
                context = isl_set_intersect(context,
@@ -819,16 +1296,37 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+__isl_give isl_aff *isl_aff_gist_params(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_set *context)
+{
+       isl_set *dom_context = isl_set_universe(isl_aff_get_domain_space(aff));
+       dom_context = isl_set_intersect_params(dom_context, context);
+       return isl_aff_gist(aff, dom_context);
+}
+
 /* Return a basic set containing those elements in the space
  * of aff where it is non-negative.
  */
 __isl_give isl_basic_set *isl_aff_nonneg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
 {
        isl_constraint *ineq;
+       isl_basic_set *bset;
 
        ineq = isl_inequality_from_aff(aff);
 
-       return isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       bset = isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       bset = isl_basic_set_simplify(bset);
+       return bset;
+}
+
+/* Return a basic set containing those elements in the domain space
+ * of aff where it is negative.
+ */
+__isl_give isl_basic_set *isl_aff_neg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       aff = isl_aff_neg(aff);
+       aff = isl_aff_add_constant_num_si(aff, -1);
+       return isl_aff_nonneg_basic_set(aff);
 }
 
 /* Return a basic set containing those elements in the space
@@ -837,10 +1335,13 @@ __isl_give isl_basic_set *isl_aff_nonneg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
 __isl_give isl_basic_set *isl_aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
 {
        isl_constraint *ineq;
+       isl_basic_set *bset;
 
        ineq = isl_equality_from_aff(aff);
 
-       return isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       bset = isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       bset = isl_basic_set_simplify(bset);
+       return bset;
 }
 
 /* Return a basic set containing those elements in the shared space
@@ -854,6 +1355,15 @@ __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(__isl_take isl_aff *aff1,
        return isl_aff_nonneg_basic_set(aff1);
 }
 
+/* Return a basic set containing those elements in the shared space
+ * of aff1 and aff2 where aff1 is smaller than or equal to aff2.
+ */
+__isl_give isl_basic_set *isl_aff_le_basic_set(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
+{
+       return isl_aff_ge_basic_set(aff2, aff1);
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_on_domain(__isl_keep isl_set *dom,
        __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2)
 {
@@ -870,41 +1380,13 @@ int isl_aff_is_empty(__isl_keep isl_aff *aff)
        return 0;
 }
 
-/* Set active[i] to 1 if the dimension at position i is involved
- * in the affine expression.
+/* Check whether the given affine expression has non-zero coefficient
+ * for any dimension in the given range or if any of these dimensions
+ * appear with non-zero coefficients in any of the integer divisions
+ * involved in the affine expression.
  */
-static int set_active(__isl_keep isl_aff *aff, int *active)
-{
-       int i, j;
-       unsigned total;
-       unsigned offset;
-
-       if (!aff || !active)
-               return -1;
-
-       total = aff->v->size - 2;
-       for (i = 0; i < total; ++i)
-               active[i] = !isl_int_is_zero(aff->v->el[2 + i]);
-
-       offset = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div) - 1;
-       for (i = aff->ls->div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
-               if (!active[offset + i])
-                       continue;
-               for (j = 0; j < total; ++j)
-                       active[j] |=
-                               !isl_int_is_zero(aff->ls->div->row[i][2 + j]);
-       }
-
-       return 0;
-}
-
-/* Check whether the given affine expression has non-zero coefficient
- * for any dimension in the given range or if any of these dimensions
- * appear with non-zero coefficients in any of the integer divisions
- * involved in the affine expression.
- */
-int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
+int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
 {
        int i;
        isl_ctx *ctx;
@@ -921,9 +1403,8 @@ int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
                isl_die(ctx, isl_error_invalid,
                        "range out of bounds", return -1);
 
-       active = isl_calloc_array(ctx, int,
-                                 isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_all));
-       if (set_active(aff, active) < 0)
+       active = isl_local_space_get_active(aff->ls, aff->v->el + 2);
+       if (!active)
                goto error;
 
        first += isl_local_space_offset(aff->ls, type) - 1;
@@ -948,11 +1429,17 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(__isl_take isl_aff *aff,
 
        if (!aff)
                return NULL;
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "cannot drop output/set dimension",
+                       return isl_aff_free(aff));
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
        if (n == 0 && !isl_local_space_is_named_or_nested(aff->ls, type))
                return aff;
 
        ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
-       if (first + n > isl_aff_dim(aff, type))
+       if (first + n > isl_local_space_dim(aff->ls, type))
                isl_die(ctx, isl_error_invalid, "range out of bounds",
                        return isl_aff_free(aff));
 
@@ -972,6 +1459,30 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(__isl_take isl_aff *aff,
        return aff;
 }
 
+/* Project the domain of the affine expression onto its parameter space.
+ * The affine expression may not involve any of the domain dimensions.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_project_domain_on_params(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       isl_space *space;
+       unsigned n;
+       int involves;
+
+       n = isl_aff_dim(aff, isl_dim_in);
+       involves = isl_aff_involves_dims(aff, isl_dim_in, 0, n);
+       if (involves < 0)
+               return isl_aff_free(aff);
+       if (involves)
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                   "affine expression involves some of the domain dimensions",
+                   return isl_aff_free(aff));
+       aff = isl_aff_drop_dims(aff, isl_dim_in, 0, n);
+       space = isl_aff_get_domain_space(aff);
+       space = isl_space_params(space);
+       aff = isl_aff_reset_domain_space(aff, space);
+       return aff;
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(__isl_take isl_aff *aff,
        enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
 {
@@ -979,11 +1490,17 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(__isl_take isl_aff *aff,
 
        if (!aff)
                return NULL;
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "cannot insert output/set dimensions",
+                       return isl_aff_free(aff));
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
        if (n == 0 && !isl_local_space_is_named_or_nested(aff->ls, type))
                return aff;
 
        ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
-       if (first > isl_aff_dim(aff, type))
+       if (first > isl_local_space_dim(aff->ls, type))
                isl_die(ctx, isl_error_invalid, "position out of bounds",
                        return isl_aff_free(aff));
 
@@ -1023,20 +1540,9 @@ __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
        return isl_pw_aff_insert_dims(pwaff, type, pos, n);
 }
 
-__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
-       __isl_take isl_id *id)
-{
-       isl_dim *dim;
-
-       dim = isl_pw_aff_get_dim(pwaff);
-       dim = isl_dim_set_tuple_id(dim, isl_dim_set, id);
-
-       return isl_pw_aff_reset_dim(pwaff, dim);
-}
-
 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
 {
-       isl_set *dom = isl_set_universe(isl_aff_get_dim(aff));
+       isl_set *dom = isl_set_universe(isl_aff_get_domain_space(aff));
        return isl_pw_aff_alloc(dom, aff);
 }
 
@@ -1052,6 +1558,8 @@ __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
 #define IS_ZERO is_empty
 #undef FIELD
 #define FIELD aff
+#undef DEFAULT_IS_ZERO
+#define DEFAULT_IS_ZERO 0
 
 #define NO_EVAL
 #define NO_OPT
@@ -1068,15 +1576,15 @@ static __isl_give isl_set *align_params_pw_pw_set_and(
 {
        if (!pwaff1 || !pwaff2)
                goto error;
-       if (isl_dim_match(pwaff1->dim, isl_dim_param,
+       if (isl_space_match(pwaff1->dim, isl_dim_param,
                          pwaff2->dim, isl_dim_param))
                return fn(pwaff1, pwaff2);
-       if (!isl_dim_has_named_params(pwaff1->dim) ||
-           !isl_dim_has_named_params(pwaff2->dim))
+       if (!isl_space_has_named_params(pwaff1->dim) ||
+           !isl_space_has_named_params(pwaff2->dim))
                isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pwaff1), isl_error_invalid,
                        "unaligned unnamed parameters", goto error);
-       pwaff1 = isl_pw_aff_align_params(pwaff1, isl_pw_aff_get_dim(pwaff2));
-       pwaff2 = isl_pw_aff_align_params(pwaff2, isl_pw_aff_get_dim(pwaff1));
+       pwaff1 = isl_pw_aff_align_params(pwaff1, isl_pw_aff_get_space(pwaff2));
+       pwaff2 = isl_pw_aff_align_params(pwaff2, isl_pw_aff_get_space(pwaff1));
        return fn(pwaff1, pwaff2);
 error:
        isl_pw_aff_free(pwaff1);
@@ -1086,12 +1594,15 @@ error:
 
 /* Compute a piecewise quasi-affine expression with a domain that
  * is the union of those of pwaff1 and pwaff2 and such that on each
- * cell, the quasi-affine expression is the maximum of those of pwaff1
- * and pwaff2.  If only one of pwaff1 or pwaff2 is defined on a given
- * cell, then the associated expression is the defined one.
+ * cell, the quasi-affine expression is the better (according to cmp)
+ * of those of pwaff1 and pwaff2.  If only one of pwaff1 or pwaff2
+ * is defined on a given cell, then the associated expression
+ * is the defined one.
  */
-static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
-       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_opt(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2,
+       __isl_give isl_basic_set *(*cmp)(__isl_take isl_aff *aff1,
+                                       __isl_take isl_aff *aff2))
 {
        int i, j, n;
        isl_pw_aff *res;
@@ -1101,8 +1612,8 @@ static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        if (!pwaff1 || !pwaff2)
                goto error;
 
-       ctx = isl_dim_get_ctx(pwaff1->dim);
-       if (!isl_dim_equal(pwaff1->dim, pwaff2->dim))
+       ctx = isl_space_get_ctx(pwaff1->dim);
+       if (!isl_space_is_equal(pwaff1->dim, pwaff2->dim))
                isl_die(ctx, isl_error_invalid,
                        "arguments should live in same space", goto error);
 
@@ -1117,28 +1628,28 @@ static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        }
 
        n = 2 * (pwaff1->n + 1) * (pwaff2->n + 1);
-       res = isl_pw_aff_alloc_(isl_dim_copy(pwaff1->dim), n);
+       res = isl_pw_aff_alloc_size(isl_space_copy(pwaff1->dim), n);
 
        for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i) {
                set = isl_set_copy(pwaff1->p[i].set);
                for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
                        struct isl_set *common;
-                       isl_set *ge;
+                       isl_set *better;
 
                        common = isl_set_intersect(
                                        isl_set_copy(pwaff1->p[i].set),
                                        isl_set_copy(pwaff2->p[j].set));
-                       ge = isl_set_from_basic_set(isl_aff_ge_basic_set(
+                       better = isl_set_from_basic_set(cmp(
                                        isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff),
                                        isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff)));
-                       ge = isl_set_intersect(common, ge);
-                       if (isl_set_plain_is_empty(ge)) {
-                               isl_set_free(ge);
+                       better = isl_set_intersect(common, better);
+                       if (isl_set_plain_is_empty(better)) {
+                               isl_set_free(better);
                                continue;
                        }
-                       set = isl_set_subtract(set, isl_set_copy(ge));
+                       set = isl_set_subtract(set, isl_set_copy(better));
 
-                       res = isl_pw_aff_add_piece(res, ge,
+                       res = isl_pw_aff_add_piece(res, better,
                                                isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
                }
                res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
@@ -1164,27 +1675,66 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+/* Compute a piecewise quasi-affine expression with a domain that
+ * is the union of those of pwaff1 and pwaff2 and such that on each
+ * cell, the quasi-affine expression is the maximum of those of pwaff1
+ * and pwaff2.  If only one of pwaff1 or pwaff2 is defined on a given
+ * cell, then the associated expression is the defined one.
+ */
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return pw_aff_union_opt(pwaff1, pwaff2, &isl_aff_ge_basic_set);
+}
+
 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
 {
-       return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_union_max);
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2,
+                                                       &pw_aff_union_max);
+}
+
+/* Compute a piecewise quasi-affine expression with a domain that
+ * is the union of those of pwaff1 and pwaff2 and such that on each
+ * cell, the quasi-affine expression is the minimum of those of pwaff1
+ * and pwaff2.  If only one of pwaff1 or pwaff2 is defined on a given
+ * cell, then the associated expression is the defined one.
+ */
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_min(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return pw_aff_union_opt(pwaff1, pwaff2, &isl_aff_le_basic_set);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_min(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2,
+                                                       &pw_aff_union_min);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_opt(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2, int max)
+{
+       if (max)
+               return isl_pw_aff_union_max(pwaff1, pwaff2);
+       else
+               return isl_pw_aff_union_min(pwaff1, pwaff2);
 }
 
 /* Construct a map with as domain the domain of pwaff and
  * one-dimensional range corresponding to the affine expressions.
  */
-__isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+static __isl_give isl_map *map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
 {
        int i;
-       isl_dim *dim;
+       isl_space *dim;
        isl_map *map;
 
        if (!pwaff)
                return NULL;
 
-       dim = isl_pw_aff_get_dim(pwaff);
-       dim = isl_dim_from_domain(dim);
-       dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_out, 1);
+       dim = isl_pw_aff_get_space(pwaff);
        map = isl_map_empty(dim);
 
        for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
@@ -1203,6 +1753,35 @@ __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
        return map;
 }
 
+/* Construct a map with as domain the domain of pwaff and
+ * one-dimensional range corresponding to the affine expressions.
+ */
+__isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+       if (isl_space_is_set(pwaff->dim))
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pwaff), isl_error_invalid,
+                       "space of input is not a map",
+                       return isl_pw_aff_free(pwaff));
+       return map_from_pw_aff(pwaff);
+}
+
+/* Construct a one-dimensional set with as parameter domain
+ * the domain of pwaff and the single set dimension
+ * corresponding to the affine expressions.
+ */
+__isl_give isl_set *isl_set_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+       if (!isl_space_is_set(pwaff->dim))
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pwaff), isl_error_invalid,
+                       "space of input is not a set",
+                       return isl_pw_aff_free(pwaff));
+       return map_from_pw_aff(pwaff);
+}
+
 /* Return a set containing those elements in the domain
  * of pwaff where it is non-negative.
  */
@@ -1214,7 +1793,7 @@ __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
        if (!pwaff)
                return NULL;
 
-       set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_dim(pwaff));
+       set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_domain_space(pwaff));
 
        for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
                isl_basic_set *bset;
@@ -1232,9 +1811,11 @@ __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
 }
 
 /* Return a set containing those elements in the domain
- * of pwaff where it is zero.
+ * of pwaff where it is zero (if complement is 0) or not zero
+ * (if complement is 1).
  */
-__isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+static __isl_give isl_set *pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
+       int complement)
 {
        int i;
        isl_set *set;
@@ -1242,15 +1823,19 @@ __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
        if (!pwaff)
                return NULL;
 
-       set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_dim(pwaff));
+       set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_domain_space(pwaff));
 
        for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
                isl_basic_set *bset;
-               isl_set *set_i;
+               isl_set *set_i, *zero;
 
                bset = isl_aff_zero_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
-               set_i = isl_set_from_basic_set(bset);
-               set_i = isl_set_intersect(set_i, isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
+               zero = isl_set_from_basic_set(bset);
+               set_i = isl_set_copy(pwaff->p[i].set);
+               if (complement)
+                       set_i = isl_set_subtract(set_i, zero);
+               else
+                       set_i = isl_set_intersect(set_i, zero);
                set = isl_set_union_disjoint(set, set_i);
        }
 
@@ -1260,11 +1845,19 @@ __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
 }
 
 /* Return a set containing those elements in the domain
+ * of pwaff where it is zero.
+ */
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       return pw_aff_zero_set(pwaff, 0);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the domain
  * of pwaff where it is not zero.
  */
 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
 {
-       return isl_set_complement(isl_pw_aff_zero_set(pwaff));
+       return pw_aff_zero_set(pwaff, 1);
 }
 
 /* Return a set containing those elements in the shared domain
@@ -1289,9 +1882,9 @@ static __isl_give isl_set *pw_aff_gte_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        pwaff1 = isl_pw_aff_add(pwaff1, isl_pw_aff_neg(pwaff2));
 
        if (strict) {
-               isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set1);
+               isl_space *dim = isl_set_get_space(set1);
                isl_aff *aff;
-               aff = isl_aff_zero(isl_local_space_from_dim(dim));
+               aff = isl_aff_zero_on_domain(isl_local_space_from_space(dim));
                aff = isl_aff_add_constant_si(aff, -1);
                pwaff1 = isl_pw_aff_add(pwaff1, isl_pw_aff_alloc(set1, aff));
        } else
@@ -1380,7 +1973,7 @@ static __isl_give isl_set *pw_aff_list_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
                isl_die(ctx, isl_error_invalid,
                        "list should contain at least one element", goto error);
 
-       set = isl_set_universe(isl_pw_aff_get_dim(list1->p[0]));
+       set = isl_set_universe(isl_pw_aff_get_domain_space(list1->p[0]));
        for (i = 0; i < list1->n; ++i)
                for (j = 0; j < list2->n; ++j) {
                        isl_set *set_ij;
@@ -1528,20 +2121,34 @@ __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
        return pwaff;
 }
 
+/* Assuming that "cond1" and "cond2" are disjoint,
+ * return an affine expression that is equal to pwaff1 on cond1
+ * and to pwaff2 on cond2.
+ */
+static __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_select(
+       __isl_take isl_set *cond1, __isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_set *cond2, __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       pwaff1 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff1, cond1);
+       pwaff2 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff2, cond2);
+
+       return isl_pw_aff_add_disjoint(pwaff1, pwaff2);
+}
+
 /* Return an affine expression that is equal to pwaff_true for elements
- * in "cond" and to pwaff_false for elements not in "cond".
+ * where "cond" is non-zero and to pwaff_false for elements where "cond"
+ * is zero.
  * That is, return cond ? pwaff_true : pwaff_false;
  */
-__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(__isl_take isl_set *cond,
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(__isl_take isl_pw_aff *cond,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true, __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false)
 {
-       isl_set *comp;
-
-       comp = isl_set_complement(isl_set_copy(cond));
-       pwaff_true = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff_true, cond);
-       pwaff_false = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff_false, comp);
+       isl_set *cond_true, *cond_false;
 
-       return isl_pw_aff_add_disjoint(pwaff_true, pwaff_false);
+       cond_true = isl_pw_aff_non_zero_set(isl_pw_aff_copy(cond));
+       cond_false = isl_pw_aff_zero_set(cond);
+       return isl_pw_aff_select(cond_true, pwaff_true,
+                                cond_false, pwaff_false);
 }
 
 int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff)
@@ -1596,82 +2203,209 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_mul(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
-       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+/* Divide "aff1" by "aff2", assuming "aff2" is a piecewise constant.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_div(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
 {
-       int i, j, n;
-       isl_pw_aff *res;
+       int is_cst;
+       int neg;
 
-       if (!pwaff1 || !pwaff2)
+       is_cst = isl_aff_is_cst(aff2);
+       if (is_cst < 0)
                goto error;
+       if (!is_cst)
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff2), isl_error_invalid,
+                       "second argument should be a constant", goto error);
 
-       n = pwaff1->n * pwaff2->n;
-       res = isl_pw_aff_alloc_(isl_dim_copy(pwaff1->dim), n);
+       if (!aff2)
+               goto error;
 
-       for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i) {
-               for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
-                       isl_set *common;
-                       isl_aff *prod;
-                       common = isl_set_intersect(
-                                       isl_set_copy(pwaff1->p[i].set),
-                                       isl_set_copy(pwaff2->p[j].set));
-                       if (isl_set_plain_is_empty(common)) {
-                               isl_set_free(common);
-                               continue;
-                       }
+       neg = isl_int_is_neg(aff2->v->el[1]);
+       if (neg) {
+               isl_int_neg(aff2->v->el[0], aff2->v->el[0]);
+               isl_int_neg(aff2->v->el[1], aff2->v->el[1]);
+       }
 
-                       prod = isl_aff_mul(isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff),
-                                           isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
+       aff1 = isl_aff_scale(aff1, aff2->v->el[0]);
+       aff1 = isl_aff_scale_down(aff1, aff2->v->el[1]);
 
-                       res = isl_pw_aff_add_piece(res, common, prod);
-               }
+       if (neg) {
+               isl_int_neg(aff2->v->el[0], aff2->v->el[0]);
+               isl_int_neg(aff2->v->el[1], aff2->v->el[1]);
        }
 
-       isl_pw_aff_free(pwaff1);
-       isl_pw_aff_free(pwaff2);
-       return res;
+       isl_aff_free(aff2);
+       return aff1;
 error:
-       isl_pw_aff_free(pwaff1);
-       isl_pw_aff_free(pwaff2);
+       isl_aff_free(aff1);
+       isl_aff_free(aff2);
        return NULL;
 }
 
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_add(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_on_shared_domain(pwaff1, pwaff2, &isl_aff_add);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_add);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_add(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_union_add_(pwaff1, pwaff2);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_mul(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_on_shared_domain(pwaff1, pwaff2, &isl_aff_mul);
+}
+
 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
 {
-       return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_mul);
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_mul);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_div(__isl_take isl_pw_aff *pa1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pa2)
+{
+       return isl_pw_aff_on_shared_domain(pa1, pa2, &isl_aff_div);
+}
+
+/* Divide "pa1" by "pa2", assuming "pa2" is a piecewise constant.
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_div(__isl_take isl_pw_aff *pa1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pa2)
+{
+       int is_cst;
+
+       is_cst = isl_pw_aff_is_cst(pa2);
+       if (is_cst < 0)
+               goto error;
+       if (!is_cst)
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa2), isl_error_invalid,
+                       "second argument should be a piecewise constant",
+                       goto error);
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pa1, pa2, &pw_aff_div);
+error:
+       isl_pw_aff_free(pa1);
+       isl_pw_aff_free(pa2);
+       return NULL;
+}
+
+/* Compute the quotient of the integer division of "pa1" by "pa2"
+ * with rounding towards zero.
+ * "pa2" is assumed to be a piecewise constant.
+ *
+ * In particular, return
+ *
+ *     pa1 >= 0 ? floor(pa1/pa2) : ceil(pa1/pa2)
+ *
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_tdiv_q(__isl_take isl_pw_aff *pa1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pa2)
+{
+       int is_cst;
+       isl_set *cond;
+       isl_pw_aff *f, *c;
+
+       is_cst = isl_pw_aff_is_cst(pa2);
+       if (is_cst < 0)
+               goto error;
+       if (!is_cst)
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa2), isl_error_invalid,
+                       "second argument should be a piecewise constant",
+                       goto error);
+
+       pa1 = isl_pw_aff_div(pa1, pa2);
+
+       cond = isl_pw_aff_nonneg_set(isl_pw_aff_copy(pa1));
+       f = isl_pw_aff_floor(isl_pw_aff_copy(pa1));
+       c = isl_pw_aff_ceil(pa1);
+       return isl_pw_aff_cond(isl_set_indicator_function(cond), f, c);
+error:
+       isl_pw_aff_free(pa1);
+       isl_pw_aff_free(pa2);
+       return NULL;
+}
+
+/* Compute the remainder of the integer division of "pa1" by "pa2"
+ * with rounding towards zero.
+ * "pa2" is assumed to be a piecewise constant.
+ *
+ * In particular, return
+ *
+ *     pa1 - pa2 * (pa1 >= 0 ? floor(pa1/pa2) : ceil(pa1/pa2))
+ *
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_tdiv_r(__isl_take isl_pw_aff *pa1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pa2)
+{
+       int is_cst;
+       isl_pw_aff *res;
+
+       is_cst = isl_pw_aff_is_cst(pa2);
+       if (is_cst < 0)
+               goto error;
+       if (!is_cst)
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa2), isl_error_invalid,
+                       "second argument should be a piecewise constant",
+                       goto error);
+       res = isl_pw_aff_tdiv_q(isl_pw_aff_copy(pa1), isl_pw_aff_copy(pa2));
+       res = isl_pw_aff_mul(pa2, res);
+       res = isl_pw_aff_sub(pa1, res);
+       return res;
+error:
+       isl_pw_aff_free(pa1);
+       isl_pw_aff_free(pa2);
+       return NULL;
 }
 
 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_min(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
 {
        isl_set *le;
+       isl_set *dom;
 
+       dom = isl_set_intersect(isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff1)),
+                               isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff2)));
        le = isl_pw_aff_le_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
                                isl_pw_aff_copy(pwaff2));
-       return isl_pw_aff_cond(le, pwaff1, pwaff2);
+       dom = isl_set_subtract(dom, isl_set_copy(le));
+       return isl_pw_aff_select(le, pwaff1, dom, pwaff2);
 }
 
 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
 {
-       return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_min);
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_min);
 }
 
 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
 {
-       isl_set *le;
+       isl_set *ge;
+       isl_set *dom;
 
-       le = isl_pw_aff_ge_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
+       dom = isl_set_intersect(isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff1)),
+                               isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff2)));
+       ge = isl_pw_aff_ge_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
                                isl_pw_aff_copy(pwaff2));
-       return isl_pw_aff_cond(le, pwaff1, pwaff2);
+       dom = isl_set_subtract(dom, isl_set_copy(ge));
+       return isl_pw_aff_select(ge, pwaff1, dom, pwaff2);
 }
 
 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
 {
-       return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_max);
+       return isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_max);
 }
 
 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_list_reduce(
@@ -1717,3 +2451,1491 @@ __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(__isl_take isl_pw_aff_list *list)
 {
        return pw_aff_list_reduce(list, &isl_pw_aff_max);
 }
+
+#undef BASE
+#define BASE aff
+
+#include <isl_multi_templ.c>
+
+/* Construct an isl_multi_aff in the given space with value zero in
+ * each of the output dimensions.
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_zero(__isl_take isl_space *space)
+{
+       int n;
+       isl_multi_aff *ma;
+
+       if (!space)
+               return NULL;
+
+       n = isl_space_dim(space , isl_dim_out);
+       ma = isl_multi_aff_alloc(isl_space_copy(space));
+
+       if (!n)
+               isl_space_free(space);
+       else {
+               int i;
+               isl_local_space *ls;
+               isl_aff *aff;
+
+               space = isl_space_domain(space);
+               ls = isl_local_space_from_space(space);
+               aff = isl_aff_zero_on_domain(ls);
+
+               for (i = 0; i < n; ++i)
+                       ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, i, isl_aff_copy(aff));
+
+               isl_aff_free(aff);
+       }
+
+       return ma;
+}
+
+/* Create an isl_multi_aff in the given space that maps each
+ * input dimension to the corresponding output dimension.
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_identity(__isl_take isl_space *space)
+{
+       int n;
+       isl_multi_aff *ma;
+
+       if (!space)
+               return NULL;
+
+       if (isl_space_is_set(space))
+               isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
+                       "expecting map space", goto error);
+
+       n = isl_space_dim(space, isl_dim_out);
+       if (n != isl_space_dim(space, isl_dim_in))
+               isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
+                       "number of input and output dimensions needs to be "
+                       "the same", goto error);
+
+       ma = isl_multi_aff_alloc(isl_space_copy(space));
+
+       if (!n)
+               isl_space_free(space);
+       else {
+               int i;
+               isl_local_space *ls;
+               isl_aff *aff;
+
+               space = isl_space_domain(space);
+               ls = isl_local_space_from_space(space);
+               aff = isl_aff_zero_on_domain(ls);
+
+               for (i = 0; i < n; ++i) {
+                       isl_aff *aff_i;
+                       aff_i = isl_aff_copy(aff);
+                       aff_i = isl_aff_add_coefficient_si(aff_i,
+                                                           isl_dim_in, i, 1);
+                       ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, i, aff_i);
+               }
+
+               isl_aff_free(aff);
+       }
+
+       return ma;
+error:
+       isl_space_free(space);
+       return NULL;
+}
+
+/* Create an isl_pw_multi_aff with the given isl_multi_aff on a universe
+ * domain.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_multi_aff(
+       __isl_take isl_multi_aff *ma)
+{
+       isl_set *dom = isl_set_universe(isl_multi_aff_get_domain_space(ma));
+       return isl_pw_multi_aff_alloc(dom, ma);
+}
+
+/* Create a piecewise multi-affine expression in the given space that maps each
+ * input dimension to the corresponding output dimension.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_identity(
+       __isl_take isl_space *space)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_from_multi_aff(isl_multi_aff_identity(space));
+}
+
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_add(__isl_take isl_multi_aff *maff1,
+       __isl_take isl_multi_aff *maff2)
+{
+       int i;
+       isl_ctx *ctx;
+
+       maff1 = isl_multi_aff_cow(maff1);
+       if (!maff1 || !maff2)
+               goto error;
+
+       ctx = isl_multi_aff_get_ctx(maff1);
+       if (!isl_space_is_equal(maff1->space, maff2->space))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "spaces don't match", goto error);
+
+       for (i = 0; i < maff1->n; ++i) {
+               maff1->p[i] = isl_aff_add(maff1->p[i],
+                                           isl_aff_copy(maff2->p[i]));
+               if (!maff1->p[i])
+                       goto error;
+       }
+
+       isl_multi_aff_free(maff2);
+       return maff1;
+error:
+       isl_multi_aff_free(maff1);
+       isl_multi_aff_free(maff2);
+       return NULL;
+}
+
+/* Given two multi-affine expressions A -> B and C -> D,
+ * construct a multi-affine expression [A -> C] -> [B -> D].
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_product(
+       __isl_take isl_multi_aff *ma1, __isl_take isl_multi_aff *ma2)
+{
+       int i;
+       isl_aff *aff;
+       isl_space *space;
+       isl_multi_aff *res;
+       int in1, in2, out1, out2;
+
+       in1 = isl_multi_aff_dim(ma1, isl_dim_in);
+       in2 = isl_multi_aff_dim(ma2, isl_dim_in);
+       out1 = isl_multi_aff_dim(ma1, isl_dim_out);
+       out2 = isl_multi_aff_dim(ma2, isl_dim_out);
+       space = isl_space_product(isl_multi_aff_get_space(ma1),
+                                 isl_multi_aff_get_space(ma2));
+       res = isl_multi_aff_alloc(isl_space_copy(space));
+       space = isl_space_domain(space);
+
+       for (i = 0; i < out1; ++i) {
+               aff = isl_multi_aff_get_aff(ma1, i);
+               aff = isl_aff_insert_dims(aff, isl_dim_in, in1, in2);
+               aff = isl_aff_reset_domain_space(aff, isl_space_copy(space));
+               res = isl_multi_aff_set_aff(res, i, aff);
+       }
+
+       for (i = 0; i < out2; ++i) {
+               aff = isl_multi_aff_get_aff(ma2, i);
+               aff = isl_aff_insert_dims(aff, isl_dim_in, 0, in1);
+               aff = isl_aff_reset_domain_space(aff, isl_space_copy(space));
+               res = isl_multi_aff_set_aff(res, out1 + i, aff);
+       }
+
+       isl_space_free(space);
+       isl_multi_aff_free(ma1);
+       isl_multi_aff_free(ma2);
+       return res;
+}
+
+/* Exploit the equalities in "eq" to simplify the affine expressions.
+ */
+static __isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_substitute_equalities(
+       __isl_take isl_multi_aff *maff, __isl_take isl_basic_set *eq)
+{
+       int i;
+
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       if (!maff || !eq)
+               goto error;
+
+       for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_substitute_equalities(maff->p[i],
+                                                   isl_basic_set_copy(eq));
+               if (!maff->p[i])
+                       goto error;
+       }
+
+       isl_basic_set_free(eq);
+       return maff;
+error:
+       isl_basic_set_free(eq);
+       isl_multi_aff_free(maff);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_scale(__isl_take isl_multi_aff *maff,
+       isl_int f)
+{
+       int i;
+
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       if (!maff)
+               return NULL;
+
+       for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_scale(maff->p[i], f);
+               if (!maff->p[i])
+                       return isl_multi_aff_free(maff);
+       }
+
+       return maff;
+}
+
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_add_on_domain(__isl_keep isl_set *dom,
+       __isl_take isl_multi_aff *maff1, __isl_take isl_multi_aff *maff2)
+{
+       maff1 = isl_multi_aff_add(maff1, maff2);
+       maff1 = isl_multi_aff_gist(maff1, isl_set_copy(dom));
+       return maff1;
+}
+
+int isl_multi_aff_is_empty(__isl_keep isl_multi_aff *maff)
+{
+       if (!maff)
+               return -1;
+
+       return 0;
+}
+
+int isl_multi_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_multi_aff *maff1,
+       __isl_keep isl_multi_aff *maff2)
+{
+       int i;
+       int equal;
+
+       if (!maff1 || !maff2)
+               return -1;
+       if (maff1->n != maff2->n)
+               return 0;
+       equal = isl_space_is_equal(maff1->space, maff2->space);
+       if (equal < 0 || !equal)
+               return equal;
+
+       for (i = 0; i < maff1->n; ++i) {
+               equal = isl_aff_plain_is_equal(maff1->p[i], maff2->p[i]);
+               if (equal < 0 || !equal)
+                       return equal;
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_set_dim_name(
+       __isl_take isl_multi_aff *maff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
+{
+       int i;
+
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       if (!maff)
+               return NULL;
+
+       maff->space = isl_space_set_dim_name(maff->space, type, pos, s);
+       if (!maff->space)
+               return isl_multi_aff_free(maff);
+
+       if (type == isl_dim_out)
+               return maff;
+       for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_set_dim_name(maff->p[i], type, pos, s);
+               if (!maff->p[i])
+                       return isl_multi_aff_free(maff);
+       }
+
+       return maff;
+}
+
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_drop_dims(__isl_take isl_multi_aff *maff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
+{
+       int i;
+
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       if (!maff)
+               return NULL;
+
+       maff->space = isl_space_drop_dims(maff->space, type, first, n);
+       if (!maff->space)
+               return isl_multi_aff_free(maff);
+
+       if (type == isl_dim_out) {
+               for (i = 0; i < n; ++i)
+                       isl_aff_free(maff->p[first + i]);
+               for (i = first; i + n < maff->n; ++i)
+                       maff->p[i] = maff->p[i + n];
+               maff->n -= n;
+               return maff;
+       }
+
+       for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_drop_dims(maff->p[i], type, first, n);
+               if (!maff->p[i])
+                       return isl_multi_aff_free(maff);
+       }
+
+       return maff;
+}
+
+/* Return the set of domain elements where "ma1" is lexicographically
+ * smaller than or equal to "ma2".
+ */
+__isl_give isl_set *isl_multi_aff_lex_le_set(__isl_take isl_multi_aff *ma1,
+       __isl_take isl_multi_aff *ma2)
+{
+       return isl_multi_aff_lex_ge_set(ma2, ma1);
+}
+
+/* Return the set of domain elements where "ma1" is lexicographically
+ * greater than or equal to "ma2".
+ */
+__isl_give isl_set *isl_multi_aff_lex_ge_set(__isl_take isl_multi_aff *ma1,
+       __isl_take isl_multi_aff *ma2)
+{
+       isl_space *space;
+       isl_map *map1, *map2;
+       isl_map *map, *ge;
+
+       map1 = isl_map_from_multi_aff(ma1);
+       map2 = isl_map_from_multi_aff(ma2);
+       map = isl_map_range_product(map1, map2);
+       space = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
+       space = isl_space_domain(isl_space_unwrap(space));
+       ge = isl_map_lex_ge(space);
+       map = isl_map_intersect_range(map, isl_map_wrap(ge));
+
+       return isl_map_domain(map);
+}
+
+#undef PW
+#define PW isl_pw_multi_aff
+#undef EL
+#define EL isl_multi_aff
+#undef EL_IS_ZERO
+#define EL_IS_ZERO is_empty
+#undef ZERO
+#define ZERO empty
+#undef IS_ZERO
+#define IS_ZERO is_empty
+#undef FIELD
+#define FIELD maff
+#undef DEFAULT_IS_ZERO
+#define DEFAULT_IS_ZERO 0
+
+#define NO_NEG
+#define NO_EVAL
+#define NO_OPT
+#define NO_INVOLVES_DIMS
+#define NO_MOVE_DIMS
+#define NO_INSERT_DIMS
+#define NO_LIFT
+#define NO_MORPH
+
+#include <isl_pw_templ.c>
+
+#undef UNION
+#define UNION isl_union_pw_multi_aff
+#undef PART
+#define PART isl_pw_multi_aff
+#undef PARTS
+#define PARTS pw_multi_aff
+#define ALIGN_DOMAIN
+
+#define NO_EVAL
+
+#include <isl_union_templ.c>
+
+/* Given a function "cmp" that returns the set of elements where
+ * "ma1" is "better" than "ma2", return the intersection of this
+ * set with "dom1" and "dom2".
+ */
+static __isl_give isl_set *shared_and_better(__isl_keep isl_set *dom1,
+       __isl_keep isl_set *dom2, __isl_keep isl_multi_aff *ma1,
+       __isl_keep isl_multi_aff *ma2,
+       __isl_give isl_set *(*cmp)(__isl_take isl_multi_aff *ma1,
+                                   __isl_take isl_multi_aff *ma2))
+{
+       isl_set *common;
+       isl_set *better;
+       int is_empty;
+
+       common = isl_set_intersect(isl_set_copy(dom1), isl_set_copy(dom2));
+       is_empty = isl_set_plain_is_empty(common);
+       if (is_empty >= 0 && is_empty)
+               return common;
+       if (is_empty < 0)
+               return isl_set_free(common);
+       better = cmp(isl_multi_aff_copy(ma1), isl_multi_aff_copy(ma2));
+       better = isl_set_intersect(common, better);
+
+       return better;
+}
+
+/* Given a function "cmp" that returns the set of elements where
+ * "ma1" is "better" than "ma2", return a piecewise multi affine
+ * expression defined on the union of the definition domains
+ * of "pma1" and "pma2" that maps to the "best" of "pma1" and
+ * "pma2" on each cell.  If only one of the two input functions
+ * is defined on a given cell, then it is considered the best.
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_union_opt(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2,
+       __isl_give isl_set *(*cmp)(__isl_take isl_multi_aff *ma1,
+                                   __isl_take isl_multi_aff *ma2))
+{
+       int i, j, n;
+       isl_pw_multi_aff *res = NULL;
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_set *set = NULL;
+
+       if (!pma1 || !pma2)
+               goto error;
+
+       ctx = isl_space_get_ctx(pma1->dim);
+       if (!isl_space_is_equal(pma1->dim, pma2->dim))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "arguments should live in the same space", goto error);
+
+       if (isl_pw_multi_aff_is_empty(pma1)) {
+               isl_pw_multi_aff_free(pma1);
+               return pma2;
+       }
+
+       if (isl_pw_multi_aff_is_empty(pma2)) {
+               isl_pw_multi_aff_free(pma2);
+               return pma1;
+       }
+
+       n = 2 * (pma1->n + 1) * (pma2->n + 1);
+       res = isl_pw_multi_aff_alloc_size(isl_space_copy(pma1->dim), n);
+
+       for (i = 0; i < pma1->n; ++i) {
+               set = isl_set_copy(pma1->p[i].set);
+               for (j = 0; j < pma2->n; ++j) {
+                       isl_set *better;
+                       int is_empty;
+
+                       better = shared_and_better(pma2->p[j].set,
+                                       pma1->p[i].set, pma2->p[j].maff,
+                                       pma1->p[i].maff, cmp);
+                       is_empty = isl_set_plain_is_empty(better);
+                       if (is_empty < 0 || is_empty) {
+                               isl_set_free(better);
+                               if (is_empty < 0)
+                                       goto error;
+                               continue;
+                       }
+                       set = isl_set_subtract(set, isl_set_copy(better));
+
+                       res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, better,
+                                       isl_multi_aff_copy(pma2->p[j].maff));
+               }
+               res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, set,
+                                       isl_multi_aff_copy(pma1->p[i].maff));
+       }
+
+       for (j = 0; j < pma2->n; ++j) {
+               set = isl_set_copy(pma2->p[j].set);
+               for (i = 0; i < pma1->n; ++i)
+                       set = isl_set_subtract(set,
+                                       isl_set_copy(pma1->p[i].set));
+               res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, set,
+                                       isl_multi_aff_copy(pma2->p[j].maff));
+       }
+
+       isl_pw_multi_aff_free(pma1);
+       isl_pw_multi_aff_free(pma2);
+
+       return res;
+error:
+       isl_pw_multi_aff_free(pma1);
+       isl_pw_multi_aff_free(pma2);
+       isl_set_free(set);
+       return isl_pw_multi_aff_free(res);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_union_lexmax(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return pw_multi_aff_union_opt(pma1, pma2, &isl_multi_aff_lex_ge_set);
+}
+
+/* Given two piecewise multi affine expressions, return a piecewise
+ * multi-affine expression defined on the union of the definition domains
+ * of the inputs that is equal to the lexicographic maximum of the two
+ * inputs on each cell.  If only one of the two inputs is defined on
+ * a given cell, then it is considered to be the maximum.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_union_lexmax(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                                   &pw_multi_aff_union_lexmax);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_union_lexmin(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return pw_multi_aff_union_opt(pma1, pma2, &isl_multi_aff_lex_le_set);
+}
+
+/* Given two piecewise multi affine expressions, return a piecewise
+ * multi-affine expression defined on the union of the definition domains
+ * of the inputs that is equal to the lexicographic minimum of the two
+ * inputs on each cell.  If only one of the two inputs is defined on
+ * a given cell, then it is considered to be the minimum.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_union_lexmin(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1,
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                                   &pw_multi_aff_union_lexmin);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_add(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_on_shared_domain(pma1, pma2,
+                                               &isl_multi_aff_add);
+}
+
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_add(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                               &pw_multi_aff_add);
+}
+
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_union_add(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_union_add_(pma1, pma2);
+}
+
+/* Given two piecewise multi-affine expressions A -> B and C -> D,
+ * construct a piecewise multi-affine expression [A -> C] -> [B -> D].
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_product(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       int i, j, n;
+       isl_space *space;
+       isl_pw_multi_aff *res;
+
+       if (!pma1 || !pma2)
+               goto error;
+
+       n = pma1->n * pma2->n;
+       space = isl_space_product(isl_space_copy(pma1->dim),
+                                 isl_space_copy(pma2->dim));
+       res = isl_pw_multi_aff_alloc_size(space, n);
+
+       for (i = 0; i < pma1->n; ++i) {
+               for (j = 0; j < pma2->n; ++j) {
+                       isl_set *domain;
+                       isl_multi_aff *ma;
+
+                       domain = isl_set_product(isl_set_copy(pma1->p[i].set),
+                                                isl_set_copy(pma2->p[j].set));
+                       ma = isl_multi_aff_product(
+                                       isl_multi_aff_copy(pma1->p[i].maff),
+                                       isl_multi_aff_copy(pma2->p[i].maff));
+                       res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, domain, ma);
+               }
+       }
+
+       isl_pw_multi_aff_free(pma1);
+       isl_pw_multi_aff_free(pma2);
+       return res;
+error:
+       isl_pw_multi_aff_free(pma1);
+       isl_pw_multi_aff_free(pma2);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_product(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                               &pw_multi_aff_product);
+}
+
+/* Construct a map mapping the domain of the piecewise multi-affine expression
+ * to its range, with each dimension in the range equated to the
+ * corresponding affine expression on its cell.
+ */
+__isl_give isl_map *isl_map_from_pw_multi_aff(__isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
+{
+       int i;
+       isl_map *map;
+
+       if (!pma)
+               return NULL;
+
+       map = isl_map_empty(isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
+
+       for (i = 0; i < pma->n; ++i) {
+               isl_multi_aff *maff;
+               isl_basic_map *bmap;
+               isl_map *map_i;
+
+               maff = isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff);
+               bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
+               map_i = isl_map_from_basic_map(bmap);
+               map_i = isl_map_intersect_domain(map_i,
+                                               isl_set_copy(pma->p[i].set));
+               map = isl_map_union_disjoint(map, map_i);
+       }
+
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       return map;
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_set_from_pw_multi_aff(__isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
+{
+       if (!isl_space_is_set(pma->dim))
+               isl_die(isl_pw_multi_aff_get_ctx(pma), isl_error_invalid,
+                       "isl_pw_multi_aff cannot be converted into an isl_set",
+                       return isl_pw_multi_aff_free(pma));
+
+       return isl_map_from_pw_multi_aff(pma);
+}
+
+/* Given a basic map with a single output dimension that is defined
+ * in terms of the parameters and input dimensions using an equality,
+ * extract an isl_aff that expresses the output dimension in terms
+ * of the parameters and input dimensions.
+ *
+ * Since some applications expect the result of isl_pw_multi_aff_from_map
+ * to only contain integer affine expressions, we compute the floor
+ * of the expression before returning.
+ *
+ * This function shares some similarities with
+ * isl_basic_map_has_defining_equality and isl_constraint_get_bound.
+ */
+static __isl_give isl_aff *extract_isl_aff_from_basic_map(
+       __isl_take isl_basic_map *bmap)
+{
+       int i;
+       unsigned offset;
+       unsigned total;
+       isl_local_space *ls;
+       isl_aff *aff;
+
+       if (!bmap)
+               return NULL;
+       if (isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out) != 1)
+               isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
+                       "basic map should have a single output dimension",
+                       goto error);
+       offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
+       total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
+       for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
+               if (isl_int_is_zero(bmap->eq[i][offset]))
+                       continue;
+               if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + offset + 1,
+                                          1 + total - (offset + 1)) != -1)
+                       continue;
+               break;
+       }
+       if (i >= bmap->n_eq)
+               isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
+                       "unable to find suitable equality", goto error);
+       ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
+       aff = isl_aff_alloc(isl_local_space_domain(ls));
+       if (!aff)
+               goto error;
+       if (isl_int_is_neg(bmap->eq[i][offset]))
+               isl_seq_cpy(aff->v->el + 1, bmap->eq[i], offset);
+       else
+               isl_seq_neg(aff->v->el + 1, bmap->eq[i], offset);
+       isl_seq_clr(aff->v->el + 1 + offset, aff->v->size - (1 + offset));
+       isl_int_abs(aff->v->el[0], bmap->eq[i][offset]);
+       isl_basic_map_free(bmap);
+
+       aff = isl_aff_remove_unused_divs(aff);
+       aff = isl_aff_floor(aff);
+       return aff;
+error:
+       isl_basic_map_free(bmap);
+       return NULL;
+}
+
+/* Given a basic map where each output dimension is defined
+ * in terms of the parameters and input dimensions using an equality,
+ * extract an isl_multi_aff that expresses the output dimensions in terms
+ * of the parameters and input dimensions.
+ */
+static __isl_give isl_multi_aff *extract_isl_multi_aff_from_basic_map(
+       __isl_take isl_basic_map *bmap)
+{
+       int i;
+       unsigned n_out;
+       isl_multi_aff *ma;
+
+       if (!bmap)
+               return NULL;
+
+       ma = isl_multi_aff_alloc(isl_basic_map_get_space(bmap));
+       n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
+
+       for (i = 0; i < n_out; ++i) {
+               isl_basic_map *bmap_i;
+               isl_aff *aff;
+
+               bmap_i = isl_basic_map_copy(bmap);
+               bmap_i = isl_basic_map_project_out(bmap_i, isl_dim_out,
+                                                       i + 1, n_out - (1 + i));
+               bmap_i = isl_basic_map_project_out(bmap_i, isl_dim_out, 0, i);
+               aff = extract_isl_aff_from_basic_map(bmap_i);
+               ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, i, aff);
+       }
+
+       isl_basic_map_free(bmap);
+
+       return ma;
+}
+
+/* Create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to
+ * isl_map_intersect_domain(isl_map_from_basic_map(bmap), domain).
+ * The given basic map is such that each output dimension is defined
+ * in terms of the parameters and input dimensions using an equality.
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *plain_pw_multi_aff_from_map(
+       __isl_take isl_set *domain, __isl_take isl_basic_map *bmap)
+{
+       isl_multi_aff *ma;
+
+       ma = extract_isl_multi_aff_from_basic_map(bmap);
+       return isl_pw_multi_aff_alloc(domain, ma);
+}
+
+/* Try and create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to the given isl_map.
+ * This obviously only works if the input "map" is single-valued.
+ * If so, we compute the lexicographic minimum of the image in the form
+ * of an isl_pw_multi_aff.  Since the image is unique, it is equal
+ * to its lexicographic minimum.
+ * If the input is not single-valued, we produce an error.
+ *
+ * As a special case, we first check if all output dimensions are uniquely
+ * defined in terms of the parameters and input dimensions over the entire
+ * domain.  If so, we extract the desired isl_pw_multi_aff directly
+ * from the affine hull of "map" and its domain.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_map(__isl_take isl_map *map)
+{
+       int i;
+       int sv;
+       isl_pw_multi_aff *pma;
+       isl_basic_map *hull;
+
+       if (!map)
+               return NULL;
+
+       hull = isl_map_affine_hull(isl_map_copy(map));
+       sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(hull);
+       if (sv >= 0 && sv)
+               return plain_pw_multi_aff_from_map(isl_map_domain(map), hull);
+       isl_basic_map_free(hull);
+       if (sv < 0)
+               goto error;
+
+       sv = isl_map_is_single_valued(map);
+       if (sv < 0)
+               goto error;
+       if (!sv)
+               isl_die(isl_map_get_ctx(map), isl_error_invalid,
+                       "map is not single-valued", goto error);
+       map = isl_map_make_disjoint(map);
+       if (!map)
+               return NULL;
+
+       pma = isl_pw_multi_aff_empty(isl_map_get_space(map));
+
+       for (i = 0; i < map->n; ++i) {
+               isl_pw_multi_aff *pma_i;
+               isl_basic_map *bmap;
+               bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
+               pma_i = isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(bmap);
+               pma = isl_pw_multi_aff_add_disjoint(pma, pma_i);
+       }
+
+       isl_map_free(map);
+       return pma;
+error:
+       isl_map_free(map);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_set(__isl_take isl_set *set)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_from_map(set);
+}
+
+/* Return the piecewise affine expression "set ? 1 : 0".
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_set_indicator_function(__isl_take isl_set *set)
+{
+       isl_pw_aff *pa;
+       isl_space *space = isl_set_get_space(set);
+       isl_local_space *ls = isl_local_space_from_space(space);
+       isl_aff *zero = isl_aff_zero_on_domain(isl_local_space_copy(ls));
+       isl_aff *one = isl_aff_zero_on_domain(ls);
+
+       one = isl_aff_add_constant_si(one, 1);
+       pa = isl_pw_aff_alloc(isl_set_copy(set), one);
+       set = isl_set_complement(set);
+       pa = isl_pw_aff_add_disjoint(pa, isl_pw_aff_alloc(set, zero));
+
+       return pa;
+}
+
+/* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "aff".
+ *
+ * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
+ *
+ *     f/d
+ *
+ * and "aff" of the form
+ *
+ *     (a i + g)/m
+ *
+ * The result is
+ *
+ *     (a f + d g')/(m d)
+ *
+ * where g' is the result of plugging in "subs" in each of the integer
+ * divisions in g.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_substitute(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_int v;
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff || !subs)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
+       if (!isl_space_is_equal(aff->ls->dim, subs->ls->dim))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "spaces don't match", return isl_aff_free(aff));
+       if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
+               isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
+                       "cannot handle divs yet", return isl_aff_free(aff));
+
+       aff->ls = isl_local_space_substitute(aff->ls, type, pos, subs);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+
+       isl_int_init(v);
+       isl_seq_substitute(aff->v->el, pos, subs->v->el,
+                           aff->v->size, subs->v->size, v);
+       isl_int_clear(v);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" in each of the affine
+ * expressions in "maff".
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_substitute(
+       __isl_take isl_multi_aff *maff, enum isl_dim_type type, unsigned pos,
+       __isl_keep isl_aff *subs)
+{
+       int i;
+
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       if (!maff || !subs)
+               return isl_multi_aff_free(maff);
+
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+
+       for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_substitute(maff->p[i], type, pos, subs);
+               if (!maff->p[i])
+                       return isl_multi_aff_free(maff);
+       }
+
+       return maff;
+}
+
+/* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "pma".
+ *
+ * pma is of the form
+ *
+ *     A_i(v) -> M_i(v)
+ *
+ * while subs is of the form
+ *
+ *     v' = B_j(v) -> S_j
+ *
+ * Each pair i,j such that C_ij = A_i \cap B_i is non-empty
+ * has a contribution in the result, in particular
+ *
+ *     C_ij(S_j) -> M_i(S_j)
+ *
+ * Note that plugging in S_j in C_ij may also result in an empty set
+ * and this contribution should simply be discarded.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_substitute(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma, enum isl_dim_type type, unsigned pos,
+       __isl_keep isl_pw_aff *subs)
+{
+       int i, j, n;
+       isl_pw_multi_aff *res;
+
+       if (!pma || !subs)
+               return isl_pw_multi_aff_free(pma);
+
+       n = pma->n * subs->n;
+       res = isl_pw_multi_aff_alloc_size(isl_space_copy(pma->dim), n);
+
+       for (i = 0; i < pma->n; ++i) {
+               for (j = 0; j < subs->n; ++j) {
+                       isl_set *common;
+                       isl_multi_aff *res_ij;
+                       common = isl_set_intersect(
+                                       isl_set_copy(pma->p[i].set),
+                                       isl_set_copy(subs->p[j].set));
+                       common = isl_set_substitute(common,
+                                       type, pos, subs->p[j].aff);
+                       if (isl_set_plain_is_empty(common)) {
+                               isl_set_free(common);
+                               continue;
+                       }
+
+                       res_ij = isl_multi_aff_substitute(
+                                       isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff),
+                                       type, pos, subs->p[j].aff);
+
+                       res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, common, res_ij);
+               }
+       }
+
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       return res;
+}
+
+/* Extend the local space of "dst" to include the divs
+ * in the local space of "src".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_align_divs(__isl_take isl_aff *dst,
+       __isl_keep isl_aff *src)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+       int *exp1 = NULL;
+       int *exp2 = NULL;
+       isl_mat *div;
+
+       if (!src || !dst)
+               return isl_aff_free(dst);
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(src);
+       if (!isl_space_is_equal(src->ls->dim, dst->ls->dim))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "spaces don't match", goto error);
+
+       if (src->ls->div->n_row == 0)
+               return dst;
+
+       exp1 = isl_alloc_array(ctx, int, src->ls->div->n_row);
+       exp2 = isl_alloc_array(ctx, int, dst->ls->div->n_row);
+       if (!exp1 || !exp2)
+               goto error;
+
+       div = isl_merge_divs(src->ls->div, dst->ls->div, exp1, exp2);
+       dst = isl_aff_expand_divs(dst, div, exp2);
+       free(exp1);
+       free(exp2);
+
+       return dst;
+error:
+       free(exp1);
+       free(exp2);
+       return isl_aff_free(dst);
+}
+
+/* Adjust the local spaces of the affine expressions in "maff"
+ * such that they all have the save divs.
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_align_divs(
+       __isl_take isl_multi_aff *maff)
+{
+       int i;
+
+       if (!maff)
+               return NULL;
+       if (maff->n == 0)
+               return maff;
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       if (!maff)
+               return NULL;
+
+       for (i = 1; i < maff->n; ++i)
+               maff->p[0] = isl_aff_align_divs(maff->p[0], maff->p[i]);
+       for (i = 1; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_align_divs(maff->p[i], maff->p[0]);
+               if (!maff->p[i])
+                       return isl_multi_aff_free(maff);
+       }
+
+       return maff;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_lift(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       aff->ls = isl_local_space_lift(aff->ls);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Lift "maff" to a space with extra dimensions such that the result
+ * has no more existentially quantified variables.
+ * If "ls" is not NULL, then *ls is assigned the local space that lies
+ * at the basis of the lifting applied to "maff".
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_lift(__isl_take isl_multi_aff *maff,
+       __isl_give isl_local_space **ls)
+{
+       int i;
+       isl_space *space;
+       unsigned n_div;
+
+       if (ls)
+               *ls = NULL;
+
+       if (!maff)
+               return NULL;
+
+       if (maff->n == 0) {
+               if (ls) {
+                       isl_space *space = isl_multi_aff_get_domain_space(maff);
+                       *ls = isl_local_space_from_space(space);
+                       if (!*ls)
+                               return isl_multi_aff_free(maff);
+               }
+               return maff;
+       }
+
+       maff = isl_multi_aff_cow(maff);
+       maff = isl_multi_aff_align_divs(maff);
+       if (!maff)
+               return NULL;
+
+       n_div = isl_aff_dim(maff->p[0], isl_dim_div);
+       space = isl_multi_aff_get_space(maff);
+       space = isl_space_lift(isl_space_domain(space), n_div);
+       space = isl_space_extend_domain_with_range(space,
+                                               isl_multi_aff_get_space(maff));
+       if (!space)
+               return isl_multi_aff_free(maff);
+       isl_space_free(maff->space);
+       maff->space = space;
+
+       if (ls) {
+               *ls = isl_aff_get_domain_local_space(maff->p[0]);
+               if (!*ls)
+                       return isl_multi_aff_free(maff);
+       }
+
+       for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
+               maff->p[i] = isl_aff_lift(maff->p[i]);
+               if (!maff->p[i])
+                       goto error;
+       }
+
+       return maff;
+error:
+       if (ls)
+               isl_local_space_free(*ls);
+       return isl_multi_aff_free(maff);
+}
+
+
+/* Extract an isl_pw_aff corresponding to output dimension "pos" of "pma".
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_multi_aff_get_pw_aff(
+       __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma, int pos)
+{
+       int i;
+       int n_out;
+       isl_space *space;
+       isl_pw_aff *pa;
+
+       if (!pma)
+               return NULL;
+
+       n_out = isl_pw_multi_aff_dim(pma, isl_dim_out);
+       if (pos < 0 || pos >= n_out)
+               isl_die(isl_pw_multi_aff_get_ctx(pma), isl_error_invalid,
+                       "index out of bounds", return NULL);
+
+       space = isl_pw_multi_aff_get_space(pma);
+       space = isl_space_drop_dims(space, isl_dim_out,
+                                   pos + 1, n_out - pos - 1);
+       space = isl_space_drop_dims(space, isl_dim_out, 0, pos);
+
+       pa = isl_pw_aff_alloc_size(space, pma->n);
+       for (i = 0; i < pma->n; ++i) {
+               isl_aff *aff;
+               aff = isl_multi_aff_get_aff(pma->p[i].maff, pos);
+               pa = isl_pw_aff_add_piece(pa, isl_set_copy(pma->p[i].set), aff);
+       }
+
+       return pa;
+}
+
+/* Return an isl_pw_multi_aff with the given "set" as domain and
+ * an unnamed zero-dimensional range.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_domain(
+       __isl_take isl_set *set)
+{
+       isl_multi_aff *ma;
+       isl_space *space;
+
+       space = isl_set_get_space(set);
+       space = isl_space_from_domain(space);
+       ma = isl_multi_aff_zero(space);
+       return isl_pw_multi_aff_alloc(set, ma);
+}
+
+/* Add an isl_pw_multi_aff with the given "set" as domain and
+ * an unnamed zero-dimensional range to *user.
+ */
+static int add_pw_multi_aff_from_domain(__isl_take isl_set *set, void *user)
+{
+       isl_union_pw_multi_aff **upma = user;
+       isl_pw_multi_aff *pma;
+
+       pma = isl_pw_multi_aff_from_domain(set);
+       *upma = isl_union_pw_multi_aff_add_pw_multi_aff(*upma, pma);
+
+       return 0;
+}
+
+/* Return an isl_union_pw_multi_aff with the given "uset" as domain and
+ * an unnamed zero-dimensional range.
+ */
+__isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_from_domain(
+       __isl_take isl_union_set *uset)
+{
+       isl_space *space;
+       isl_union_pw_multi_aff *upma;
+
+       if (!uset)
+               return NULL;
+
+       space = isl_union_set_get_space(uset);
+       upma = isl_union_pw_multi_aff_empty(space);
+
+       if (isl_union_set_foreach_set(uset,
+                                   &add_pw_multi_aff_from_domain, &upma) < 0)
+               goto error;
+
+       isl_union_set_free(uset);
+       return upma;
+error:
+       isl_union_set_free(uset);
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       return NULL;
+}
+
+/* Convert "pma" to an isl_map and add it to *umap.
+ */
+static int map_from_pw_multi_aff(__isl_take isl_pw_multi_aff *pma, void *user)
+{
+       isl_union_map **umap = user;
+       isl_map *map;
+
+       map = isl_map_from_pw_multi_aff(pma);
+       *umap = isl_union_map_add_map(*umap, map);
+
+       return 0;
+}
+
+/* Construct a union map mapping the domain of the union
+ * piecewise multi-affine expression to its range, with each dimension
+ * in the range equated to the corresponding affine expression on its cell.
+ */
+__isl_give isl_union_map *isl_union_map_from_union_pw_multi_aff(
+       __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma)
+{
+       isl_space *space;
+       isl_union_map *umap;
+
+       if (!upma)
+               return NULL;
+
+       space = isl_union_pw_multi_aff_get_space(upma);
+       umap = isl_union_map_empty(space);
+
+       if (isl_union_pw_multi_aff_foreach_pw_multi_aff(upma,
+                                       &map_from_pw_multi_aff, &umap) < 0)
+               goto error;
+
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       return umap;
+error:
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       isl_union_map_free(umap);
+       return NULL;
+}
+
+/* Local data for bin_entry and the callback "fn".
+ */
+struct isl_union_pw_multi_aff_bin_data {
+       isl_union_pw_multi_aff *upma2;
+       isl_union_pw_multi_aff *res;
+       isl_pw_multi_aff *pma;
+       int (*fn)(void **entry, void *user);
+};
+
+/* Given an isl_pw_multi_aff from upma1, store it in data->pma
+ * and call data->fn for each isl_pw_multi_aff in data->upma2.
+ */
+static int bin_entry(void **entry, void *user)
+{
+       struct isl_union_pw_multi_aff_bin_data *data = user;
+       isl_pw_multi_aff *pma = *entry;
+
+       data->pma = pma;
+       if (isl_hash_table_foreach(data->upma2->dim->ctx, &data->upma2->table,
+                                  data->fn, data) < 0)
+               return -1;
+
+       return 0;
+}
+
+/* Call "fn" on each pair of isl_pw_multi_affs in "upma1" and "upma2".
+ * The isl_pw_multi_aff from upma1 is stored in data->pma (where data is
+ * passed as user field) and the isl_pw_multi_aff from upma2 is available
+ * as *entry.  The callback should adjust data->res if desired.
+ */
+static __isl_give isl_union_pw_multi_aff *bin_op(
+       __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma1,
+       __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma2,
+       int (*fn)(void **entry, void *user))
+{
+       isl_space *space;
+       struct isl_union_pw_multi_aff_bin_data data = { NULL, NULL, NULL, fn };
+
+       space = isl_union_pw_multi_aff_get_space(upma2);
+       upma1 = isl_union_pw_multi_aff_align_params(upma1, space);
+       space = isl_union_pw_multi_aff_get_space(upma1);
+       upma2 = isl_union_pw_multi_aff_align_params(upma2, space);
+
+       if (!upma1 || !upma2)
+               goto error;
+
+       data.upma2 = upma2;
+       data.res = isl_union_pw_multi_aff_alloc(isl_space_copy(upma1->dim),
+                                      upma1->table.n);
+       if (isl_hash_table_foreach(upma1->dim->ctx, &upma1->table,
+                                  &bin_entry, &data) < 0)
+               goto error;
+
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma1);
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma2);
+       return data.res;
+error:
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma1);
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma2);
+       isl_union_pw_multi_aff_free(data.res);
+       return NULL;
+}
+
+/* Given two isl_multi_affs A -> B and C -> D,
+ * construct an isl_multi_aff (A * C) -> (B, D).
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_flat_range_product(
+       __isl_take isl_multi_aff *ma1, __isl_take isl_multi_aff *ma2)
+{
+       int i, n1, n2;
+       isl_aff *aff;
+       isl_space *space;
+       isl_multi_aff *res;
+
+       if (!ma1 || !ma2)
+               goto error;
+
+       space = isl_space_range_product(isl_multi_aff_get_space(ma1),
+                                       isl_multi_aff_get_space(ma2));
+       space = isl_space_flatten_range(space);
+       res = isl_multi_aff_alloc(space);
+
+       n1 = isl_multi_aff_dim(ma1, isl_dim_out);
+       n2 = isl_multi_aff_dim(ma2, isl_dim_out);
+
+       for (i = 0; i < n1; ++i) {
+               aff = isl_multi_aff_get_aff(ma1, i);
+               res = isl_multi_aff_set_aff(res, i, aff);
+       }
+
+       for (i = 0; i < n2; ++i) {
+               aff = isl_multi_aff_get_aff(ma2, i);
+               res = isl_multi_aff_set_aff(res, n1 + i, aff);
+       }
+
+       isl_multi_aff_free(ma1);
+       isl_multi_aff_free(ma2);
+       return res;
+error:
+       isl_multi_aff_free(ma1);
+       isl_multi_aff_free(ma2);
+       return NULL;
+}
+
+/* Given two aligned isl_pw_multi_affs A -> B and C -> D,
+ * construct an isl_pw_multi_aff (A * C) -> (B, D).
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_flat_range_product(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       isl_space *space;
+
+       space = isl_space_range_product(isl_pw_multi_aff_get_space(pma1),
+                                       isl_pw_multi_aff_get_space(pma2));
+       space = isl_space_flatten_range(space);
+       return isl_pw_multi_aff_on_shared_domain_in(pma1, pma2, space,
+                                           &isl_multi_aff_flat_range_product);
+}
+
+/* Given two isl_pw_multi_affs A -> B and C -> D,
+ * construct an isl_pw_multi_aff (A * C) -> (B, D).
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_flat_range_product(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                           &pw_multi_aff_flat_range_product);
+}
+
+/* If data->pma and *entry have the same domain space, then compute
+ * their flat range product and the result to data->res.
+ */
+static int flat_range_product_entry(void **entry, void *user)
+{
+       struct isl_union_pw_multi_aff_bin_data *data = user;
+       isl_pw_multi_aff *pma2 = *entry;
+
+       if (!isl_space_tuple_match(data->pma->dim, isl_dim_in,
+                                pma2->dim, isl_dim_in))
+               return 0;
+
+       pma2 = isl_pw_multi_aff_flat_range_product(
+                                       isl_pw_multi_aff_copy(data->pma),
+                                       isl_pw_multi_aff_copy(pma2));
+
+       data->res = isl_union_pw_multi_aff_add_pw_multi_aff(data->res, pma2);
+
+       return 0;
+}
+
+/* Given two isl_union_pw_multi_affs A -> B and C -> D,
+ * construct an isl_union_pw_multi_aff (A * C) -> (B, D).
+ */
+__isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_flat_range_product(
+       __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma1,
+       __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma2)
+{
+       return bin_op(upma1, upma2, &flat_range_product_entry);
+}
+
+/* Replace the affine expressions at position "pos" in "pma" by "pa".
+ * The parameters are assumed to have been aligned.
+ *
+ * The implementation essentially performs an isl_pw_*_on_shared_domain,
+ * except that it works on two different isl_pw_* types.
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_set_pw_aff(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma, unsigned pos,
+       __isl_take isl_pw_aff *pa)
+{
+       int i, j, n;
+       isl_pw_multi_aff *res = NULL;
+
+       if (!pma || !pa)
+               goto error;
+
+       if (!isl_space_tuple_match(pma->dim, isl_dim_in, pa->dim, isl_dim_in))
+               isl_die(isl_pw_multi_aff_get_ctx(pma), isl_error_invalid,
+                       "domains don't match", goto error);
+       if (pos >= isl_pw_multi_aff_dim(pma, isl_dim_out))
+               isl_die(isl_pw_multi_aff_get_ctx(pma), isl_error_invalid,
+                       "index out of bounds", goto error);
+
+       n = pma->n * pa->n;
+       res = isl_pw_multi_aff_alloc_size(isl_pw_multi_aff_get_space(pma), n);
+
+       for (i = 0; i < pma->n; ++i) {
+               for (j = 0; j < pa->n; ++j) {
+                       isl_set *common;
+                       isl_multi_aff *res_ij;
+                       int empty;
+
+                       common = isl_set_intersect(isl_set_copy(pma->p[i].set),
+                                                  isl_set_copy(pa->p[j].set));
+                       empty = isl_set_plain_is_empty(common);
+                       if (empty < 0 || empty) {
+                               isl_set_free(common);
+                               if (empty < 0)
+                                       goto error;
+                               continue;
+                       }
+
+                       res_ij = isl_multi_aff_set_aff(
+                                       isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff), pos,
+                                       isl_aff_copy(pa->p[j].aff));
+                       res_ij = isl_multi_aff_gist(res_ij,
+                                       isl_set_copy(common));
+
+                       res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, common, res_ij);
+               }
+       }
+
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       isl_pw_aff_free(pa);
+       return res;
+error:
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       isl_pw_aff_free(pa);
+       return isl_pw_multi_aff_free(res);
+}
+
+/* Replace the affine expressions at position "pos" in "pma" by "pa".
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_set_pw_aff(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma, unsigned pos,
+       __isl_take isl_pw_aff *pa)
+{
+       if (!pma || !pa)
+               goto error;
+       if (isl_space_match(pma->dim, isl_dim_param, pa->dim, isl_dim_param))
+               return pw_multi_aff_set_pw_aff(pma, pos, pa);
+       if (!isl_space_has_named_params(pma->dim) ||
+           !isl_space_has_named_params(pa->dim))
+               isl_die(isl_pw_multi_aff_get_ctx(pma), isl_error_invalid,
+                       "unaligned unnamed parameters", goto error);
+       pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_pw_aff_get_space(pa));
+       pa = isl_pw_aff_align_params(pa, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
+       return pw_multi_aff_set_pw_aff(pma, pos, pa);
+error:
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       isl_pw_aff_free(pa);
+       return NULL;
+}