add isl_multi_aff_pullback_multi_aff
[platform/upstream/isl.git] / isl_aff.c
index 47797c9..cfd08a7 100644 (file)
--- a/isl_aff.c
+++ b/isl_aff.c
@@ -88,6 +88,63 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_zero_on_domain(__isl_take isl_local_space *ls)
        return aff;
 }
 
+/* Return a piecewise affine expression defined on the specified domain
+ * that is equal to zero.
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_zero_on_domain(__isl_take isl_local_space *ls)
+{
+       return isl_pw_aff_from_aff(isl_aff_zero_on_domain(ls));
+}
+
+/* Return an affine expression that is equal to the specified dimension
+ * in "ls".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_var_on_domain(__isl_take isl_local_space *ls,
+       enum isl_dim_type type, unsigned pos)
+{
+       isl_space *space;
+       isl_aff *aff;
+
+       if (!ls)
+               return NULL;
+
+       space = isl_local_space_get_space(ls);
+       if (!space)
+               goto error;
+       if (isl_space_is_map(space))
+               isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
+                       "expecting (parameter) set space", goto error);
+       if (pos >= isl_local_space_dim(ls, type))
+               isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
+                       "position out of bounds", goto error);
+
+       isl_space_free(space);
+       aff = isl_aff_alloc(ls);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+
+       isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
+       isl_seq_clr(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1);
+       isl_int_set_si(aff->v->el[1 + pos], 1);
+
+       return aff;
+error:
+       isl_local_space_free(ls);
+       isl_space_free(space);
+       return NULL;
+}
+
+/* Return a piecewise affine expression that is equal to
+ * the specified dimension in "ls".
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_var_on_domain(__isl_take isl_local_space *ls,
+       enum isl_dim_type type, unsigned pos)
+{
+       return isl_pw_aff_from_aff(isl_aff_var_on_domain(ls, type, pos));
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff)
 {
        if (!aff)
@@ -648,6 +705,176 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_remove_unused_divs( __isl_take isl_aff *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.,
@@ -661,6 +888,8 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_normalize(__isl_take isl_aff *aff)
        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;
 }
@@ -1134,8 +1363,10 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_gist_params(__isl_take isl_aff *aff,
 
 /* Return a basic set containing those elements in the space
  * of aff where it is non-negative.
+ * If "rational" is set, then return a rational basic set.
  */
-__isl_give isl_basic_set *isl_aff_nonneg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
+static __isl_give isl_basic_set *aff_nonneg_basic_set(
+       __isl_take isl_aff *aff, int rational)
 {
        isl_constraint *ineq;
        isl_basic_set *bset;
@@ -1143,10 +1374,20 @@ __isl_give isl_basic_set *isl_aff_nonneg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
        ineq = isl_inequality_from_aff(aff);
 
        bset = isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       if (rational)
+               bset = isl_basic_set_set_rational(bset);
        bset = isl_basic_set_simplify(bset);
        return bset;
 }
 
+/* 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)
+{
+       return aff_nonneg_basic_set(aff, 0);
+}
+
 /* Return a basic set containing those elements in the domain space
  * of aff where it is negative.
  */
@@ -1159,8 +1400,10 @@ __isl_give isl_basic_set *isl_aff_neg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
 
 /* Return a basic set containing those elements in the space
  * of aff where it is zero.
+ * If "rational" is set, then return a rational basic set.
  */
-__isl_give isl_basic_set *isl_aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
+static __isl_give isl_basic_set *aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff,
+       int rational)
 {
        isl_constraint *ineq;
        isl_basic_set *bset;
@@ -1168,10 +1411,20 @@ __isl_give isl_basic_set *isl_aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
        ineq = isl_equality_from_aff(aff);
 
        bset = isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       if (rational)
+               bset = isl_basic_set_set_rational(bset);
        bset = isl_basic_set_simplify(bset);
        return bset;
 }
 
+/* Return a basic set containing those elements in the space
+ * of aff where it is zero.
+ */
+__isl_give isl_basic_set *isl_aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       return aff_zero_basic_set(aff, 0);
+}
+
 /* Return a basic set containing those elements in the shared space
  * of aff1 and aff2 where aff1 is greater than or equal to aff2.
  */
@@ -1626,8 +1879,11 @@ __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
        for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
                isl_basic_set *bset;
                isl_set *set_i;
+               int rational;
 
-               bset = isl_aff_nonneg_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
+               rational = isl_set_has_rational(pwaff->p[i].set);
+               bset = aff_nonneg_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff),
+                                               rational);
                set_i = isl_set_from_basic_set(bset);
                set_i = isl_set_intersect(set_i, isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
                set = isl_set_union_disjoint(set, set_i);
@@ -1656,8 +1912,11 @@ static __isl_give isl_set *pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
        for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
                isl_basic_set *bset;
                isl_set *set_i, *zero;
+               int rational;
 
-               bset = isl_aff_zero_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
+               rational = isl_set_has_rational(pwaff->p[i].set);
+               bset = aff_zero_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff),
+                                               rational);
                zero = isl_set_from_basic_set(bset);
                set_i = isl_set_copy(pwaff->p[i].set);
                if (complement)
@@ -2031,6 +2290,46 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+/* 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 is_cst;
+       int neg;
+
+       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);
+
+       if (!aff2)
+               goto error;
+
+       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]);
+       }
+
+       aff1 = isl_aff_scale(aff1, aff2->v->el[0]);
+       aff1 = isl_aff_scale_down(aff1, 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]);
+       }
+
+       isl_aff_free(aff2);
+       return aff1;
+error:
+       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)
 {
@@ -2061,6 +2360,101 @@ __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
        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)
 {
@@ -2145,96 +2539,55 @@ __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.
+/* Mark the domains of "pwaff" as rational.
  */
-__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_zero(__isl_take isl_space *space)
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_rational(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
 {
-       int n;
-       isl_multi_aff *ma;
+       int i;
 
-       if (!space)
+       pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
+       if (!pwaff)
                return NULL;
+       if (pwaff->n == 0)
+               return pwaff;
 
-       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);
+       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
+               pwaff->p[i].set = isl_set_set_rational(pwaff->p[i].set);
+               if (!pwaff->p[i].set)
+                       return isl_pw_aff_free(pwaff);
        }
 
-       return ma;
+       return pwaff;
 }
 
-/* Create an isl_multi_aff in the given space that maps each
- * input dimension to the corresponding output dimension.
+/* Mark the domains of the elements of "list" as rational.
  */
-__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_identity(__isl_take isl_space *space)
+__isl_give isl_pw_aff_list *isl_pw_aff_list_set_rational(
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list)
 {
-       int n;
-       isl_multi_aff *ma;
+       int i;
 
-       if (!space)
+       if (!list)
                return NULL;
+       if (list->n == 0)
+               return list;
 
-       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);
+       for (i = 0; i < list->n; ++i) {
+               isl_pw_aff *pa;
 
-       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);
+               pa = isl_pw_aff_list_get_pw_aff(list, i);
+               pa = isl_pw_aff_set_rational(pa);
+               list = isl_pw_aff_list_set_pw_aff(list, i, pa);
        }
 
-       return ma;
-error:
-       isl_space_free(space);
-       return NULL;
+       return list;
 }
 
+#undef BASE
+#define BASE aff
+
+#include <isl_multi_templ.c>
+
 /* Create an isl_pw_multi_aff with the given isl_multi_aff on a universe
  * domain.
  */
@@ -2408,62 +2761,6 @@ int isl_multi_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_multi_aff *maff1,
        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".
  */
@@ -2785,6 +3082,9 @@ __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_multi_aff(__isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
 
 __isl_give isl_set *isl_set_from_pw_multi_aff(__isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
 {
+       if (!pma)
+               return NULL;
+
        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",
@@ -2903,7 +3203,7 @@ static __isl_give isl_pw_multi_aff *plain_pw_multi_aff_from_map(
 }
 
 /* Try and create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to the given isl_map.
- * This obivously only works if the input "map" is single-valued.
+ * 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.
@@ -3028,11 +3328,8 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute(__isl_take isl_aff *aff,
        pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
 
        isl_int_init(v);
-       isl_int_set(v, aff->v->el[1 + pos]);
-       isl_int_set_si(aff->v->el[1 + pos], 0);
-       isl_seq_combine(aff->v->el + 1, subs->v->el[0], aff->v->el + 1,
-                       v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
-       isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], subs->v->el[0]);
+       isl_seq_substitute(aff->v->el, pos, subs->v->el,
+                           aff->v->size, subs->v->size, v);
        isl_int_clear(v);
 
        return aff;
@@ -3120,6 +3417,175 @@ __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_substitute(
        return res;
 }
 
+/* Compute the preimage of the affine expression "src" under "ma"
+ * and put the result in "dst".  If "has_denom" is set (to one),
+ * then "src" and "dst" have an extra initial denominator.
+ * "n_div_ma" is the number of existentials in "ma"
+ * "n_div_bset" is the number of existentials in "src"
+ * The resulting "dst" (which is assumed to have been allocated by
+ * the caller) contains coefficients for both sets of existentials,
+ * first those in "ma" and then those in "src".
+ * f, c1, c2 and g are temporary objects that have been initialized
+ * by the caller.
+ *
+ * Let src represent the expression
+ *
+ *     (a(p) + b x + c(divs))/d
+ *
+ * and let ma represent the expressions
+ *
+ *     x_i = (r_i(p) + s_i(y) + t_i(divs'))/m_i
+ *
+ * We start out with the following expression for dst:
+ *
+ *     (a(p) + 0 y + 0 divs' + f \sum_i b_i x_i + c(divs))/d
+ *
+ * with the multiplication factor f initially equal to 1.
+ * For each x_i that we substitute, we multiply the numerator
+ * (and denominator) of dst by c_1 = m_i and add the numerator
+ * of the x_i expression multiplied by c_2 = f b_i,
+ * after removing the common factors of c_1 and c_2.
+ * The multiplication factor f also needs to be multiplied by c_1
+ * for the next x_j, j > i.
+ */
+void isl_seq_preimage(isl_int *dst, isl_int *src,
+       __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div_ma, int n_div_bset,
+       isl_int f, isl_int c1, isl_int c2, isl_int g, int has_denom)
+{
+       int i;
+       int n_param, n_in, n_out;
+       int o_div_bset;
+
+       n_param = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_param);
+       n_in = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_in);
+       n_out = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_out);
+
+       o_div_bset = has_denom + 1 + n_param + n_in + n_div_ma;
+
+       isl_seq_cpy(dst, src, has_denom + 1 + n_param);
+       isl_seq_clr(dst + has_denom + 1 + n_param, n_in + n_div_ma);
+       isl_seq_cpy(dst + o_div_bset,
+                   src + has_denom + 1 + n_param + n_out, n_div_bset);
+
+       isl_int_set_si(f, 1);
+
+       for (i = 0; i < n_out; ++i) {
+               if (isl_int_is_zero(src[has_denom + 1 + n_param + i]))
+                       continue;
+               isl_int_set(c1, ma->p[i]->v->el[0]);
+               isl_int_mul(c2, f, src[has_denom + 1 + n_param + i]);
+               isl_int_gcd(g, c1, c2);
+               isl_int_divexact(c1, c1, g);
+               isl_int_divexact(c2, c2, g);
+
+               isl_int_mul(f, f, c1);
+               isl_seq_combine(dst + has_denom, c1, dst + has_denom,
+                               c2, ma->p[i]->v->el + 1, ma->p[i]->v->size - 1);
+               isl_seq_scale(dst + o_div_bset,
+                               dst + o_div_bset, c1, n_div_bset);
+               if (has_denom)
+                       isl_int_mul(dst[0], dst[0], c1);
+       }
+}
+
+/* Compute the pullback of "aff" by the function represented by "ma".
+ * In other words, plug in "ma" in "aff".  The result is an affine expression
+ * defined over the domain space of "ma".
+ *
+ * If "aff" is represented by
+ *
+ *     (a(p) + b x + c(divs))/d
+ *
+ * and ma is represented by
+ *
+ *     x = D(p) + F(y) + G(divs')
+ *
+ * then the result is
+ *
+ *     (a(p) + b D(p) + b F(y) + b G(divs') + c(divs))/d
+ *
+ * The divs in the local space of the input are similarly adjusted
+ * through a call to isl_local_space_preimage_multi_aff.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_pullback_multi_aff(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_multi_aff *ma)
+{
+       isl_aff *res = NULL;
+       isl_local_space *ls;
+       int n_div_aff, n_div_ma;
+       isl_int f, c1, c2, g;
+
+       ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
+       if (!aff || !ma)
+               goto error;
+
+       n_div_aff = isl_aff_dim(aff, isl_dim_div);
+       n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
+
+       ls = isl_aff_get_domain_local_space(aff);
+       ls = isl_local_space_preimage_multi_aff(ls, isl_multi_aff_copy(ma));
+       res = isl_aff_alloc(ls);
+       if (!res)
+               goto error;
+
+       isl_int_init(f);
+       isl_int_init(c1);
+       isl_int_init(c2);
+       isl_int_init(g);
+
+       isl_seq_preimage(res->v->el, aff->v->el, ma, n_div_ma, n_div_aff,
+                       f, c1, c2, g, 1);
+
+       isl_int_clear(f);
+       isl_int_clear(c1);
+       isl_int_clear(c2);
+       isl_int_clear(g);
+
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_multi_aff_free(ma);
+       res = isl_aff_normalize(res);
+       return res;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_multi_aff_free(ma);
+       isl_aff_free(res);
+       return NULL;
+}
+
+/* Compute the pullback of "ma1" by the function represented by "ma2".
+ * In other words, plug in "ma2" in "ma1".
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_pullback_multi_aff(
+       __isl_take isl_multi_aff *ma1, __isl_take isl_multi_aff *ma2)
+{
+       int i;
+       isl_space *space = NULL;
+
+       ma2 = isl_multi_aff_align_divs(ma2);
+       ma1 = isl_multi_aff_cow(ma1);
+       if (!ma1 || !ma2)
+               goto error;
+
+       space = isl_space_join(isl_multi_aff_get_space(ma2),
+                               isl_multi_aff_get_space(ma1));
+
+       for (i = 0; i < ma1->n; ++i) {
+               ma1->p[i] = isl_aff_pullback_multi_aff(ma1->p[i],
+                                                   isl_multi_aff_copy(ma2));
+               if (!ma1->p[i])
+                       goto error;
+       }
+
+       ma1 = isl_multi_aff_reset_space(ma1, space);
+       isl_multi_aff_free(ma2);
+       return ma1;
+error:
+       isl_space_free(space);
+       isl_multi_aff_free(ma2);
+       isl_multi_aff_free(ma1);
+       return NULL;
+}
+
 /* Extend the local space of "dst" to include the divs
  * in the local space of "src".
  */
@@ -3455,45 +3921,28 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-/* Given two isl_multi_affs A -> B and C -> D,
- * construct an isl_multi_aff (A * C) -> (B, D).
+/* Given two aligned isl_pw_multi_affs A -> B and C -> D,
+ * construct an isl_pw_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)
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_range_product(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
 {
-       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);
-       }
+       space = isl_space_range_product(isl_pw_multi_aff_get_space(pma1),
+                                       isl_pw_multi_aff_get_space(pma2));
+       return isl_pw_multi_aff_on_shared_domain_in(pma1, pma2, space,
+                                           &isl_multi_aff_range_product);
+}
 
-       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 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_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_range_product);
 }
 
 /* Given two aligned isl_pw_multi_affs A -> B and C -> D,
@@ -3635,3 +4084,8 @@ error:
        isl_pw_aff_free(pa);
        return NULL;
 }
+
+#undef BASE
+#define BASE pw_aff
+
+#include <isl_multi_templ.c>