add isl_pw_aff_scale_down_val
[platform/upstream/isl.git] / isl_aff.c
index ed66c74..d9f0f71 100644 (file)
--- a/isl_aff.c
+++ b/isl_aff.c
@@ -1,21 +1,39 @@
 /*
  * Copyright 2011      INRIA Saclay
+ * Copyright 2011      Sven Verdoolaege
+ * Copyright 2012-2013 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 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/constraint.h>
 #include <isl/seq.h>
 #include <isl/set.h>
+#include <isl_val_private.h>
+#include <isl_config.h>
+
+#undef BASE
+#define BASE aff
+
+#include <isl_list_templ.c>
+
+#undef BASE
+#define BASE pw_aff
+
+#include <isl_list_templ.c>
 
 __isl_give isl_aff *isl_aff_alloc_vec(__isl_take isl_local_space *ls,
        __isl_take isl_vec *v)
@@ -53,6 +71,10 @@ __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);
@@ -62,18 +84,75 @@ 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;
+
+       aff = isl_aff_alloc(ls);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
+       isl_seq_clr(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1);
+
+       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)
@@ -126,25 +205,178 @@ 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_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_space(aff->ls, dim);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       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
+ * variables.
+ */
+static __isl_give isl_vec *vec_reorder(__isl_take isl_vec *vec,
+       __isl_take isl_reordering *r, int n_div)
+{
+       isl_vec *res;
+       int i;
+
+       if (!vec || !r)
+               goto error;
+
+       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)
+               isl_int_set(res->el[2 + r->pos[i]], vec->el[2 + i]);
+
+       isl_reordering_free(r);
+       isl_vec_free(vec);
+       return res;
+error:
+       isl_vec_free(vec);
+       isl_reordering_free(r);
+       return NULL;
+}
+
+/* Reorder the dimensions of the domain of "aff" according
+ * to the given reordering.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_realign_domain(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_reordering *r)
+{
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               goto error;
+
+       r = isl_reordering_extend(r, aff->ls->div->n_row);
+       aff->v = vec_reorder(aff->v, isl_reordering_copy(r),
+                               aff->ls->div->n_row);
+       aff->ls = isl_local_space_realign(aff->ls, r);
+
+       if (!aff->v || !aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_reordering_free(r);
+       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)
@@ -177,6 +409,19 @@ int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff, isl_int *v)
        return 0;
 }
 
+/* Return the common denominator of "aff".
+ */
+__isl_give isl_val *isl_aff_get_denominator_val(__isl_keep isl_aff *aff)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
+       return isl_val_int_from_isl_int(ctx, aff->v->el[0]);
+}
+
 int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff, isl_int *v)
 {
        if (!aff)
@@ -185,12 +430,34 @@ int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff, isl_int *v)
        return 0;
 }
 
+/* Return the constant term of "aff".
+ */
+__isl_give isl_val *isl_aff_get_constant_val(__isl_keep isl_aff *aff)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_val *v;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
+       v = isl_val_rat_from_isl_int(ctx, aff->v->el[1], aff->v->el[0]);
+       return isl_val_normalize(v);
+}
+
 int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
        enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v)
 {
        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);
@@ -201,6 +468,35 @@ int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
        return 0;
 }
 
+/* Return the coefficient of the variable of type "type" at position "pos"
+ * of "aff".
+ */
+__isl_give isl_val *isl_aff_get_coefficient_val(__isl_keep isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_val *v;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       return NULL);
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
+
+       if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "position out of bounds", return NULL);
+
+       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+       v = isl_val_rat_from_isl_int(ctx, aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0]);
+       return isl_val_normalize(v);
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
 {
        aff = isl_aff_cow(aff);
@@ -231,6 +527,53 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
        return aff;
 }
 
+/* Replace the constant term of "aff" by "v".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_val *v)
+{
+       if (!aff || !v)
+               goto error;
+
+       if (!isl_val_is_rat(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational value", goto error);
+
+       if (isl_int_eq(aff->v->el[1], v->n) &&
+           isl_int_eq(aff->v->el[0], v->d)) {
+               isl_val_free(v);
+               return aff;
+       }
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               goto error;
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               goto error;
+
+       if (isl_int_eq(aff->v->el[0], v->d)) {
+               isl_int_set(aff->v->el[1], v->n);
+       } else if (isl_int_is_one(v->d)) {
+               isl_int_mul(aff->v->el[1], aff->v->el[0], v->n);
+       } else {
+               isl_seq_scale(aff->v->el + 1,
+                               aff->v->el + 1, v->d, aff->v->size - 1);
+               isl_int_mul(aff->v->el[1], aff->v->el[0], v->n);
+               isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], v->d);
+               aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+               if (!aff->v)
+                       goto error;
+       }
+
+       isl_val_free(v);
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_val_free(v);
+       return NULL;
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
 {
        if (isl_int_is_zero(v))
@@ -249,6 +592,56 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
        return aff;
 }
 
+/* Add "v" to the constant term of "aff".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_val *v)
+{
+       if (!aff || !v)
+               goto error;
+
+       if (isl_val_is_zero(v)) {
+               isl_val_free(v);
+               return aff;
+       }
+
+       if (!isl_val_is_rat(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational value", goto error);
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               goto error;
+
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               goto error;
+
+       if (isl_int_is_one(v->d)) {
+               isl_int_addmul(aff->v->el[1], aff->v->el[0], v->n);
+       } else if (isl_int_eq(aff->v->el[0], v->d)) {
+               isl_int_add(aff->v->el[1], aff->v->el[1], v->n);
+               aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+               if (!aff->v)
+                       goto error;
+       } else {
+               isl_seq_scale(aff->v->el + 1,
+                               aff->v->el + 1, v->d, aff->v->size - 1);
+               isl_int_addmul(aff->v->el[1], aff->v->el[0], v->n);
+               isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], v->d);
+               aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+               if (!aff->v)
+                       goto error;
+       }
+
+       isl_val_free(v);
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_val_free(v);
+       return NULL;
+}
+
 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
 {
        isl_int t;
@@ -261,8 +654,13 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
+/* 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;
@@ -271,21 +669,30 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
        if (!aff->v)
                return isl_aff_free(aff);
 
-       isl_int_set_si(aff->v->el[1], v);
+       isl_int_add(aff->v->el[1], aff->v->el[1], v);
 
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v)
+/* 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)
 {
-       if (!aff)
-               return NULL;
+       isl_int t;
 
-       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));
+       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);
        if (!aff)
                return NULL;
@@ -294,18 +701,24 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
        if (!aff->v)
                return isl_aff_free(aff);
 
-       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
-       isl_int_set(aff->v->el[1 + pos], v);
+       isl_int_set_si(aff->v->el[1], v);
 
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, int pos, int v)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v)
 {
        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));
@@ -319,17 +732,24 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
                return isl_aff_free(aff);
 
        pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
-       isl_int_set_si(aff->v->el[1 + pos], v);
+       isl_int_set(aff->v->el[1 + pos], v);
 
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos, int v)
 {
        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));
@@ -343,237 +763,188 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
                return isl_aff_free(aff);
 
        pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
-       isl_int_addmul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v);
+       isl_int_set_si(aff->v->el[1 + pos], v);
 
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, int pos, int v)
+/* Replace the coefficient of the variable of type "type" at position "pos"
+ * of "aff" by "v".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos, __isl_take isl_val *v)
 {
-       isl_int t;
+       if (!aff || !v)
+               goto error;
 
-       isl_int_init(t);
-       isl_int_set_si(t, v);
-       aff = isl_aff_add_coefficient(aff, type, pos, t);
-       isl_int_clear(t);
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       goto error);
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
 
-       return aff;
-}
+       if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "position out of bounds", goto error);
 
-__isl_give isl_div *isl_aff_get_div(__isl_keep isl_aff *aff, int pos)
-{
-       if (!aff)
-               return NULL;
+       if (!isl_val_is_rat(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational value", goto error);
 
-       return isl_local_space_get_div(aff->ls, pos);
-}
+       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+       if (isl_int_eq(aff->v->el[1 + pos], v->n) &&
+           isl_int_eq(aff->v->el[0], v->d)) {
+               isl_val_free(v);
+               return aff;
+       }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff)
-{
        aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff)
-               return NULL;
+               goto error;
        aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
        if (!aff->v)
-               return isl_aff_free(aff);
+               goto error;
 
-       isl_seq_neg(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, aff->v->size - 1);
+       if (isl_int_eq(aff->v->el[0], v->d)) {
+               isl_int_set(aff->v->el[1 + pos], v->n);
+       } else if (isl_int_is_one(v->d)) {
+               isl_int_mul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v->n);
+       } else {
+               isl_seq_scale(aff->v->el + 1,
+                               aff->v->el + 1, v->d, aff->v->size - 1);
+               isl_int_mul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v->n);
+               isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], v->d);
+               aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+               if (!aff->v)
+                       goto error;
+       }
 
+       isl_val_free(v);
        return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_val_free(v);
+       return NULL;
 }
 
-/* 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.
- */
-__isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v)
 {
-       int size;
-       isl_ctx *ctx;
-
        if (!aff)
                return NULL;
 
-       if (isl_int_is_one(aff->v->el[0]))
-               return aff;
+       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));
 
        aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff)
                return NULL;
 
-       aff->ls = isl_local_space_add_div(aff->ls, isl_vec_copy(aff->v));
-       if (!aff->ls)
-               return isl_aff_free(aff);
-
-       ctx = isl_aff_get_ctx(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_cow(aff->v);
        if (!aff->v)
                return isl_aff_free(aff);
-       isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
-       isl_int_set_si(aff->v->el[size], 1);
+
+       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+       isl_int_addmul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v);
 
        return aff;
 }
 
-/* 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.
+/* Add "v" to the coefficient of the variable of type "type"
+ * at position "pos" of "aff".
  */
-__isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos, __isl_take isl_val *v)
 {
-       if (!aff)
-               return NULL;
+       if (!aff || !v)
+               goto error;
 
-       if (isl_int_is_one(aff->v->el[0]))
+       if (isl_val_is_zero(v)) {
+               isl_val_free(v);
                return aff;
+       }
 
-       aff = isl_aff_neg(aff);
-       aff = isl_aff_floor(aff);
-       aff = isl_aff_neg(aff);
+       if (type == isl_dim_out)
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "output/set dimension does not have a coefficient",
+                       goto error);
+       if (type == isl_dim_in)
+               type = isl_dim_set;
 
-       return aff;
-}
+       if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
+               isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
+                       "position out of bounds", goto error);
 
-/* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
- * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
- * list of divs is given by "div".
- */
-__isl_give isl_aff *isl_aff_expand_divs( __isl_take isl_aff *aff,
-       __isl_take isl_mat *div, int *exp)
-{
-       int i, j;
-       int old_n_div;
-       int new_n_div;
-       int offset;
+       if (!isl_val_is_rat(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational value", goto error);
 
        aff = isl_aff_cow(aff);
-       if (!aff || !div)
+       if (!aff)
                goto error;
 
-       old_n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
-       new_n_div = isl_mat_rows(div);
-       if (new_n_div < old_n_div)
-               isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
-                       "not an expansion", goto error);
-
-       aff->v = isl_vec_extend(aff->v, aff->v->size + new_n_div - old_n_div);
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
        if (!aff->v)
                goto error;
 
-       offset = 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
-       j = old_n_div - 1;
-       for (i = new_n_div - 1; i >= 0; --i) {
-               if (j >= 0 && exp[j] == i) {
-                       if (i != j)
-                               isl_int_swap(aff->v->el[offset + i],
-                                            aff->v->el[offset + j]);
-                       j--;
-               } else
-                       isl_int_set_si(aff->v->el[offset + i], 0);
+       pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+       if (isl_int_is_one(v->d)) {
+               isl_int_addmul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v->n);
+       } else if (isl_int_eq(aff->v->el[0], v->d)) {
+               isl_int_add(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[1 + pos], v->n);
+               aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+               if (!aff->v)
+                       goto error;
+       } else {
+               isl_seq_scale(aff->v->el + 1,
+                               aff->v->el + 1, v->d, aff->v->size - 1);
+               isl_int_addmul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v->n);
+               isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], v->d);
+               aff->v = isl_vec_normalize(aff->v);
+               if (!aff->v)
+                       goto error;
        }
 
-       aff->ls = isl_local_space_replace_divs(aff->ls, isl_mat_copy(div));
-       if (!aff->ls)
-               goto error;
-       isl_mat_free(div);
+       isl_val_free(v);
        return aff;
 error:
        isl_aff_free(aff);
-       isl_mat_free(div);
+       isl_val_free(v);
        return NULL;
 }
 
-/* Add two affine expressions that live in the same local space.
- */
-static __isl_give isl_aff *add_expanded(__isl_take isl_aff *aff1,
-       __isl_take isl_aff *aff2)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, int pos, int v)
 {
-       isl_int gcd, f;
-
-       aff1 = isl_aff_cow(aff1);
-       if (!aff1 || !aff2)
-               goto error;
-
-       aff1->v = isl_vec_cow(aff1->v);
-       if (!aff1->v)
-               goto error;
+       isl_int t;
 
-       isl_int_init(gcd);
-       isl_int_init(f);
-       isl_int_gcd(gcd, aff1->v->el[0], aff2->v->el[0]);
-       isl_int_divexact(f, aff2->v->el[0], gcd);
-       isl_seq_scale(aff1->v->el + 1, aff1->v->el + 1, f, aff1->v->size - 1);
-       isl_int_divexact(f, aff1->v->el[0], gcd);
-       isl_seq_addmul(aff1->v->el + 1, f, aff2->v->el + 1, aff1->v->size - 1);
-       isl_int_divexact(f, aff2->v->el[0], gcd);
-       isl_int_mul(aff1->v->el[0], aff1->v->el[0], f);
-       isl_int_clear(f);
-       isl_int_clear(gcd);
+       isl_int_init(t);
+       isl_int_set_si(t, v);
+       aff = isl_aff_add_coefficient(aff, type, pos, t);
+       isl_int_clear(t);
 
-       isl_aff_free(aff2);
-       return aff1;
-error:
-       isl_aff_free(aff1);
-       isl_aff_free(aff2);
-       return NULL;
+       return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
-       __isl_take isl_aff *aff2)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_get_div(__isl_keep isl_aff *aff, int pos)
 {
-       isl_ctx *ctx;
-       int *exp1 = NULL;
-       int *exp2 = NULL;
-       isl_mat *div;
-
-       if (!aff1 || !aff2)
-               goto error;
-
-       ctx = isl_aff_get_ctx(aff1);
-       if (!isl_dim_equal(aff1->ls->dim, aff2->ls->dim))
-               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
-                       "spaces don't match", goto error);
-
-       if (aff1->ls->div->n_row == 0 && aff2->ls->div->n_row == 0)
-               return add_expanded(aff1, aff2);
-
-       exp1 = isl_alloc_array(ctx, int, aff1->ls->div->n_row);
-       exp2 = isl_alloc_array(ctx, int, aff2->ls->div->n_row);
-       if (!exp1 || !exp2)
-               goto error;
-
-       div = isl_merge_divs(aff1->ls->div, aff2->ls->div, exp1, exp2);
-       aff1 = isl_aff_expand_divs(aff1, isl_mat_copy(div), exp1);
-       aff2 = isl_aff_expand_divs(aff2, div, exp2);
-       free(exp1);
-       free(exp2);
-
-       return add_expanded(aff1, aff2);
-error:
-       free(exp1);
-       free(exp2);
-       isl_aff_free(aff1);
-       isl_aff_free(aff2);
-       return NULL;
-}
+       if (!aff)
+               return NULL;
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
-       __isl_take isl_aff *aff2)
-{
-       return isl_aff_add(aff1, isl_aff_neg(aff2));
+       return isl_local_space_get_div(aff->ls, pos);
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff)
 {
-       isl_int gcd;
-
-       if (isl_int_is_one(f))
-               return aff;
-
        aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff)
                return NULL;
@@ -581,519 +952,4311 @@ __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
        if (!aff->v)
                return isl_aff_free(aff);
 
-       isl_int_init(gcd);
-       isl_int_gcd(gcd, aff->v->el[0], f);
-       isl_int_divexact(aff->v->el[0], aff->v->el[0], gcd);
-       isl_int_divexact(gcd, f, gcd);
-       isl_seq_scale(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, gcd, aff->v->size - 1);
-       isl_int_clear(gcd);
+       isl_seq_neg(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, aff->v->size - 1);
 
        return aff;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
+/* 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)
 {
-       isl_int gcd;
+       int pos;
+       int off;
+       int n;
 
-       if (isl_int_is_one(f))
+       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->v = isl_vec_cow(aff->v);
-       if (!aff->v)
-               return isl_aff_free(aff);
 
-       isl_int_init(gcd);
-       isl_seq_gcd(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1, &gcd);
-       isl_int_gcd(gcd, gcd, f);
-       isl_seq_scale_down(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, gcd, aff->v->size - 1);
-       isl_int_divexact(gcd, f, gcd);
-       isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], gcd);
-       isl_int_clear(gcd);
+       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;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(__isl_take isl_aff *aff, unsigned f)
+/* 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 v;
-
-       if (f == 1)
-               return aff;
-
-       isl_int_init(v);
-       isl_int_set_ui(v, f);
-       aff = isl_aff_scale_down(aff, v);
-       isl_int_clear(v);
-
-       return aff;
+       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]);
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
+/* 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)
 {
-       aff = isl_aff_cow(aff);
+       int i, n;
+       int len;
+       isl_int v;
+       isl_vec *vec;
+       isl_local_space *ls;
+       unsigned pos;
+
        if (!aff)
                return NULL;
-       aff->ls = isl_local_space_set_dim_name(aff->ls, type, pos, s);
-       if (!aff->ls)
-               return isl_aff_free(aff);
+
+       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, n - (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);
 }
 
-/* Exploit the equalities in "eq" to simplify the affine expression
- * and the expressions of the integer divisions in the local space.
+/* Look for any divs j that appear with a unit coefficient inside
+ * the definitions of other divs i and plug them into the definitions
+ * of the divs i.
+ *
+ * In particular, an expression of the form
+ *
+ *     floor((f(..) + floor(g(..)/n))/m)
+ *
+ * is simplified to
+ *
+ *     floor((n * f(..) + g(..))/(n * m))
+ *
+ * This simplification is correct because we can move the expression
+ * f(..) into the inner floor in the original expression to obtain
+ *
+ *     floor(floor((n * f(..) + g(..))/n)/m)
+ *
+ * from which we can derive the simplified expression.
+ */
+static __isl_give isl_aff *plug_in_unit_divs(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       int i, j, n;
+       int off;
+
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       n = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
+       off = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
+       for (i = 1; i < n; ++i) {
+               for (j = 0; j < i; ++j) {
+                       if (!isl_int_is_one(aff->ls->div->row[i][1 + off + j]))
+                               continue;
+                       aff->ls = isl_local_space_substitute_seq(aff->ls,
+                               isl_dim_div, j, aff->ls->div->row[j],
+                               aff->v->size, i, 1);
+                       if (!aff->ls)
+                               return isl_aff_free(aff);
+               }
+       }
+
+       return 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 = plug_in_unit_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.
+ * 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;
+
+       if (isl_int_is_one(aff->v->el[0]))
+               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);
+
+       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;
+       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);
+       isl_int_set_si(aff->v->el[size], 1);
+
+       aff = isl_aff_normalize(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
+ *
+ *     aff mod m = aff - m * floor(aff/m)
+ *
+ * with m an integer value.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_mod_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_val *m)
+{
+       isl_aff *res;
+
+       if (!aff || !m)
+               goto error;
+
+       if (!isl_val_is_int(m))
+               isl_die(isl_val_get_ctx(m), isl_error_invalid,
+                       "expecting integer modulo", goto error);
+
+       res = isl_aff_copy(aff);
+       aff = isl_aff_scale_down_val(aff, isl_val_copy(m));
+       aff = isl_aff_floor(aff);
+       aff = isl_aff_scale_val(aff, m);
+       res = isl_aff_sub(res, aff);
+
+       return res;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_val_free(m);
+       return NULL;
+}
+
+/* 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, let f be the expression
+ *
+ *     e/m
+ *
+ * then return
+ *
+ *     floor((e + m - 1)/m)
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       if (isl_int_is_one(aff->v->el[0]))
+               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], aff->v->el[0]);
+       isl_int_sub_ui(aff->v->el[1], aff->v->el[1], 1);
+       aff = isl_aff_floor(aff);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
+ * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
+ * list of divs is given by "div".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_expand_divs( __isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_mat *div, int *exp)
+{
+       int i, j;
+       int old_n_div;
+       int new_n_div;
+       int offset;
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff || !div)
+               goto error;
+
+       old_n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
+       new_n_div = isl_mat_rows(div);
+       if (new_n_div < old_n_div)
+               isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
+                       "not an expansion", goto error);
+
+       aff->v = isl_vec_extend(aff->v, aff->v->size + new_n_div - old_n_div);
+       if (!aff->v)
+               goto error;
+
+       offset = 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
+       j = old_n_div - 1;
+       for (i = new_n_div - 1; i >= 0; --i) {
+               if (j >= 0 && exp[j] == i) {
+                       if (i != j)
+                               isl_int_swap(aff->v->el[offset + i],
+                                            aff->v->el[offset + j]);
+                       j--;
+               } else
+                       isl_int_set_si(aff->v->el[offset + i], 0);
+       }
+
+       aff->ls = isl_local_space_replace_divs(aff->ls, isl_mat_copy(div));
+       if (!aff->ls)
+               goto error;
+       isl_mat_free(div);
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_mat_free(div);
+       return NULL;
+}
+
+/* Add two affine expressions that live in the same local space.
+ */
+static __isl_give isl_aff *add_expanded(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
+{
+       isl_int gcd, f;
+
+       aff1 = isl_aff_cow(aff1);
+       if (!aff1 || !aff2)
+               goto error;
+
+       aff1->v = isl_vec_cow(aff1->v);
+       if (!aff1->v)
+               goto error;
+
+       isl_int_init(gcd);
+       isl_int_init(f);
+       isl_int_gcd(gcd, aff1->v->el[0], aff2->v->el[0]);
+       isl_int_divexact(f, aff2->v->el[0], gcd);
+       isl_seq_scale(aff1->v->el + 1, aff1->v->el + 1, f, aff1->v->size - 1);
+       isl_int_divexact(f, aff1->v->el[0], gcd);
+       isl_seq_addmul(aff1->v->el + 1, f, aff2->v->el + 1, aff1->v->size - 1);
+       isl_int_divexact(f, aff2->v->el[0], gcd);
+       isl_int_mul(aff1->v->el[0], aff1->v->el[0], f);
+       isl_int_clear(f);
+       isl_int_clear(gcd);
+
+       isl_aff_free(aff2);
+       return aff1;
+error:
+       isl_aff_free(aff1);
+       isl_aff_free(aff2);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+       int *exp1 = NULL;
+       int *exp2 = NULL;
+       isl_mat *div;
+
+       if (!aff1 || !aff2)
+               goto error;
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(aff1);
+       if (!isl_space_is_equal(aff1->ls->dim, aff2->ls->dim))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "spaces don't match", goto error);
+
+       if (aff1->ls->div->n_row == 0 && aff2->ls->div->n_row == 0)
+               return add_expanded(aff1, aff2);
+
+       exp1 = isl_alloc_array(ctx, int, aff1->ls->div->n_row);
+       exp2 = isl_alloc_array(ctx, int, aff2->ls->div->n_row);
+       if (!exp1 || !exp2)
+               goto error;
+
+       div = isl_merge_divs(aff1->ls->div, aff2->ls->div, exp1, exp2);
+       aff1 = isl_aff_expand_divs(aff1, isl_mat_copy(div), exp1);
+       aff2 = isl_aff_expand_divs(aff2, div, exp2);
+       free(exp1);
+       free(exp2);
+
+       return add_expanded(aff1, aff2);
+error:
+       free(exp1);
+       free(exp2);
+       isl_aff_free(aff1);
+       isl_aff_free(aff2);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
+{
+       return isl_aff_add(aff1, isl_aff_neg(aff2));
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
+{
+       isl_int gcd;
+
+       if (isl_int_is_one(f))
+               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);
+
+       if (isl_int_is_pos(f) && isl_int_is_divisible_by(aff->v->el[0], f)) {
+               isl_int_divexact(aff->v->el[0], aff->v->el[0], f);
+               return aff;
+       }
+
+       isl_int_init(gcd);
+       isl_int_gcd(gcd, aff->v->el[0], f);
+       isl_int_divexact(aff->v->el[0], aff->v->el[0], gcd);
+       isl_int_divexact(gcd, f, gcd);
+       isl_seq_scale(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, gcd, aff->v->size - 1);
+       isl_int_clear(gcd);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Multiple "aff" by "v".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_scale_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_val *v)
+{
+       if (!aff || !v)
+               goto error;
+
+       if (isl_val_is_one(v)) {
+               isl_val_free(v);
+               return aff;
+       }
+
+       if (!isl_val_is_rat(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational factor", goto error);
+
+       aff = isl_aff_scale(aff, v->n);
+       aff = isl_aff_scale_down(aff, v->d);
+
+       isl_val_free(v);
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_val_free(v);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
+{
+       isl_int gcd;
+
+       if (isl_int_is_one(f))
+               return aff;
+
+       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);
+
+       isl_int_init(gcd);
+       isl_seq_gcd(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1, &gcd);
+       isl_int_gcd(gcd, gcd, f);
+       isl_seq_scale_down(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, gcd, aff->v->size - 1);
+       isl_int_divexact(gcd, f, gcd);
+       isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], gcd);
+       isl_int_clear(gcd);
+
+       return aff;
+}
+
+/* Divide "aff" by "v".
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_val(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_val *v)
+{
+       if (!aff || !v)
+               goto error;
+
+       if (isl_val_is_one(v)) {
+               isl_val_free(v);
+               return aff;
+       }
+
+       if (!isl_val_is_rat(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational factor", goto error);
+       if (!isl_val_is_pos(v))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "factor needs to be positive", goto error);
+
+       aff = isl_aff_scale(aff, v->d);
+       aff = isl_aff_scale_down(aff, v->n);
+
+       isl_val_free(v);
+       return aff;
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_val_free(v);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(__isl_take isl_aff *aff, unsigned f)
+{
+       isl_int v;
+
+       if (f == 1)
+               return aff;
+
+       isl_int_init(v);
+       isl_int_set_ui(v, f);
+       aff = isl_aff_scale_down(aff, v);
+       isl_int_clear(v);
+
+       return aff;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
+{
+       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);
+
+       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
  * as regular dimensions in "eq".
  */
-static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities(
-       __isl_take isl_aff *aff, __isl_take isl_basic_set *eq)
+static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities_lifted(
+       __isl_take isl_aff *aff, __isl_take isl_basic_set *eq)
+{
+       int i, j;
+       unsigned total;
+       unsigned n_div;
+
+       if (!eq)
+               goto error;
+       if (eq->n_eq == 0) {
+               isl_basic_set_free(eq);
+               return aff;
+       }
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               goto error;
+
+       aff->ls = isl_local_space_substitute_equalities(aff->ls,
+                                                       isl_basic_set_copy(eq));
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->ls || !aff->v)
+               goto error;
+
+       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);
+               if (j < 0 || j == 0 || j >= total)
+                       continue;
+
+               isl_seq_elim(aff->v->el + 1, eq->eq[i], j, total,
+                               &aff->v->el[0]);
+       }
+
+       isl_basic_set_free(eq);
+       aff = isl_aff_normalize(aff);
+       return aff;
+error:
+       isl_basic_set_free(eq);
+       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.
+ */
+static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities(
+       __isl_take isl_aff *aff, __isl_take isl_basic_set *eq)
+{
+       int n_div;
+
+       if (!aff || !eq)
+               goto error;
+       n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
+       if (n_div > 0)
+               eq = isl_basic_set_add_dims(eq, isl_dim_set, n_div);
+       return isl_aff_substitute_equalities_lifted(aff, eq);
+error:
+       isl_basic_set_free(eq);
+       isl_aff_free(aff);
+       return NULL;
+}
+
+/* Look for equalities among the variables shared by context and aff
+ * and the integer divisions of aff, if any.
+ * The equalities are then used to eliminate coefficients and/or integer
+ * divisions from aff.
+ */
+__isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
+       __isl_take isl_set *context)
+{
+       isl_basic_set *hull;
+       int n_div;
+
+       if (!aff)
+               goto error;
+       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);
+               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,
+                                           isl_set_from_basic_set(bset));
+       }
+
+       hull = isl_set_affine_hull(context);
+       return isl_aff_substitute_equalities_lifted(aff, hull);
+error:
+       isl_aff_free(aff);
+       isl_set_free(context);
+       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.
+ * If "rational" is set, then return a rational basic set.
+ */
+static __isl_give isl_basic_set *aff_nonneg_basic_set(
+       __isl_take isl_aff *aff, int rational)
+{
+       isl_constraint *ineq;
+       isl_basic_set *bset;
+
+       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.
+ */
+__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
+ * of aff where it is zero.
+ * If "rational" is set, then return a rational basic set.
+ */
+static __isl_give isl_basic_set *aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff,
+       int rational)
+{
+       isl_constraint *ineq;
+       isl_basic_set *bset;
+
+       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.
+ */
+__isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
+{
+       aff1 = isl_aff_sub(aff1, aff2);
+
+       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)
+{
+       aff1 = isl_aff_add(aff1, aff2);
+       aff1 = isl_aff_gist(aff1, isl_set_copy(dom));
+       return aff1;
+}
+
+int isl_aff_is_empty(__isl_keep isl_aff *aff)
+{
+       if (!aff)
+               return -1;
+
+       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 i;
+       isl_ctx *ctx;
+       int *active = NULL;
+       int involves = 0;
+
+       if (!aff)
+               return -1;
+       if (n == 0)
+               return 0;
+
+       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
+       if (first + n > isl_aff_dim(aff, type))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "range out of bounds", return -1);
+
+       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;
+       for (i = 0; i < n; ++i)
+               if (active[first + i]) {
+                       involves = 1;
+                       break;
+               }
+
+       free(active);
+
+       return involves;
+error:
+       free(active);
+       return -1;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+
+       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_local_space_dim(aff->ls, type))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid, "range out of bounds",
+                       return isl_aff_free(aff));
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       aff->ls = isl_local_space_drop_dims(aff->ls, type, first, n);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       first += 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+       aff->v = isl_vec_drop_els(aff->v, first, n);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(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)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+
+       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_local_space_dim(aff->ls, type))
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid, "position out of bounds",
+                       return isl_aff_free(aff));
+
+       aff = isl_aff_cow(aff);
+       if (!aff)
+               return NULL;
+
+       aff->ls = isl_local_space_insert_dims(aff->ls, type, first, n);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       first += 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, type);
+       aff->v = isl_vec_insert_zero_els(aff->v, first, n);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(__isl_take isl_aff *aff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned n)
+{
+       unsigned pos;
+
+       pos = isl_aff_dim(aff, type);
+
+       return isl_aff_insert_dims(aff, type, pos, n);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
+       enum isl_dim_type type, unsigned n)
+{
+       unsigned pos;
+
+       pos = isl_pw_aff_dim(pwaff, type);
+
+       return isl_pw_aff_insert_dims(pwaff, type, pos, n);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
+{
+       isl_set *dom = isl_set_universe(isl_aff_get_domain_space(aff));
+       return isl_pw_aff_alloc(dom, aff);
+}
+
+#undef PW
+#define PW isl_pw_aff
+#undef EL
+#define EL isl_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 aff
+#undef DEFAULT_IS_ZERO
+#define DEFAULT_IS_ZERO 0
+
+#define NO_EVAL
+#define NO_OPT
+#define NO_MOVE_DIMS
+#define NO_LIFT
+#define NO_MORPH
+
+#include <isl_pw_templ.c>
+
+static __isl_give isl_set *align_params_pw_pw_set_and(
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff1, __isl_take isl_pw_aff *pwaff2,
+       __isl_give isl_set *(*fn)(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+                                   __isl_take isl_pw_aff *pwaff2))
+{
+       if (!pwaff1 || !pwaff2)
+               goto error;
+       if (isl_space_match(pwaff1->dim, isl_dim_param,
+                         pwaff2->dim, isl_dim_param))
+               return fn(pwaff1, pwaff2);
+       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_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);
+       isl_pw_aff_free(pwaff2);
+       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 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_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;
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_set *set;
+
+       if (!pwaff1 || !pwaff2)
+               goto error;
+
+       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);
+
+       if (isl_pw_aff_is_empty(pwaff1)) {
+               isl_pw_aff_free(pwaff1);
+               return pwaff2;
+       }
+
+       if (isl_pw_aff_is_empty(pwaff2)) {
+               isl_pw_aff_free(pwaff2);
+               return pwaff1;
+       }
+
+       n = 2 * (pwaff1->n + 1) * (pwaff2->n + 1);
+       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 *better;
+
+                       common = isl_set_intersect(
+                                       isl_set_copy(pwaff1->p[i].set),
+                                       isl_set_copy(pwaff2->p[j].set));
+                       better = isl_set_from_basic_set(cmp(
+                                       isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff),
+                                       isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff)));
+                       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(better));
+
+                       res = isl_pw_aff_add_piece(res, better,
+                                               isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
+               }
+               res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
+                                               isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff));
+       }
+
+       for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
+               set = isl_set_copy(pwaff2->p[j].set);
+               for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i)
+                       set = isl_set_subtract(set,
+                                       isl_set_copy(pwaff1->p[i].set));
+               res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
+                                               isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
+       }
+
+       isl_pw_aff_free(pwaff1);
+       isl_pw_aff_free(pwaff2);
+
+       return res;
+error:
+       isl_pw_aff_free(pwaff1);
+       isl_pw_aff_free(pwaff2);
+       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 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.
+ */
+static __isl_give isl_map *map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       int i;
+       isl_space *dim;
+       isl_map *map;
+
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+
+       dim = isl_pw_aff_get_space(pwaff);
+       map = isl_map_empty(dim);
+
+       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
+               isl_basic_map *bmap;
+               isl_map *map_i;
+
+               bmap = isl_basic_map_from_aff(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
+               map_i = isl_map_from_basic_map(bmap);
+               map_i = isl_map_intersect_domain(map_i,
+                                               isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
+               map = isl_map_union_disjoint(map, map_i);
+       }
+
+       isl_pw_aff_free(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.
+ */
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       int i;
+       isl_set *set;
+
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+
+       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;
+               int rational;
+
+               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);
+       }
+
+       isl_pw_aff_free(pwaff);
+
+       return set;
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the domain
+ * of pwaff where it is zero (if complement is 0) or not zero
+ * (if complement is 1).
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
+       int complement)
+{
+       int i;
+       isl_set *set;
+
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+
+       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, *zero;
+               int rational;
+
+               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)
+                       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);
+       }
+
+       isl_pw_aff_free(pwaff);
+
+       return set;
+}
+
+/* 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 pw_aff_zero_set(pwaff, 1);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is greater than (or equal) to pwaff2.
+ *
+ * We compute the difference on the shared domain and then construct
+ * the set of values where this difference is non-negative.
+ * If strict is set, we first subtract 1 from the difference.
+ * If equal is set, we only return the elements where pwaff1 and pwaff2
+ * are equal.
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_gte_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2, int strict, int equal)
+{
+       isl_set *set1, *set2;
+
+       set1 = isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff1));
+       set2 = isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff2));
+       set1 = isl_set_intersect(set1, set2);
+       pwaff1 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff1, isl_set_copy(set1));
+       pwaff2 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff2, isl_set_copy(set1));
+       pwaff1 = isl_pw_aff_add(pwaff1, isl_pw_aff_neg(pwaff2));
+
+       if (strict) {
+               isl_space *dim = isl_set_get_space(set1);
+               isl_aff *aff;
+               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
+               isl_set_free(set1);
+
+       if (equal)
+               return isl_pw_aff_zero_set(pwaff1);
+       return isl_pw_aff_nonneg_set(pwaff1);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is equal to pwaff2.
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_eq_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return pw_aff_gte_set(pwaff1, pwaff2, 0, 1);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_eq_set);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is greater than or equal to pwaff2.
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_ge_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return pw_aff_gte_set(pwaff1, pwaff2, 0, 0);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_ge_set);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is strictly greater than pwaff2.
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_gt_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return pw_aff_gte_set(pwaff1, pwaff2, 1, 0);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_gt_set);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_ge_set(pwaff2, pwaff1);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return isl_pw_aff_gt_set(pwaff2, pwaff1);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of the elements of list1 and list2 where each element in list1
+ * has the relation specified by "fn" with each element in list2.
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_list_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2,
+       __isl_give isl_set *(*fn)(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+                                   __isl_take isl_pw_aff *pwaff2))
+{
+       int i, j;
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_set *set;
+
+       if (!list1 || !list2)
+               goto error;
+
+       ctx = isl_pw_aff_list_get_ctx(list1);
+       if (list1->n < 1 || list2->n < 1)
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "list should contain at least one element", goto error);
+
+       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;
+
+                       set_ij = fn(isl_pw_aff_copy(list1->p[i]),
+                                   isl_pw_aff_copy(list2->p[j]));
+                       set = isl_set_intersect(set, set_ij);
+               }
+
+       isl_pw_aff_list_free(list1);
+       isl_pw_aff_list_free(list2);
+       return set;
+error:
+       isl_pw_aff_list_free(list1);
+       isl_pw_aff_list_free(list2);
+       return NULL;
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of the elements of list1 and list2 where each element in list1
+ * is equal to each element in list2.
+ */
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
+{
+       return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_eq_set);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
+{
+       return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_ne_set);
+}
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of the elements of list1 and list2 where each element in list1
+ * is less than or equal to each element in list2.
+ */
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
+{
+       return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_le_set);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
+{
+       return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_lt_set);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
+{
+       return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_ge_set);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
+{
+       return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_gt_set);
+}
+
+
+/* Return a set containing those elements in the shared domain
+ * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is not equal to pwaff2.
+ */
+static __isl_give isl_set *pw_aff_ne_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       isl_set *set_lt, *set_gt;
+
+       set_lt = isl_pw_aff_lt_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
+                                  isl_pw_aff_copy(pwaff2));
+       set_gt = isl_pw_aff_gt_set(pwaff1, pwaff2);
+       return isl_set_union_disjoint(set_lt, set_gt);
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+{
+       return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_ne_set);
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
+       isl_int v)
+{
+       int i;
+
+       if (isl_int_is_one(v))
+               return pwaff;
+       if (!isl_int_is_pos(v))
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pwaff), isl_error_invalid,
+                       "factor needs to be positive",
+                       return isl_pw_aff_free(pwaff));
+       pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+       if (pwaff->n == 0)
+               return pwaff;
+
+       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
+               pwaff->p[i].aff = isl_aff_scale_down(pwaff->p[i].aff, v);
+               if (!pwaff->p[i].aff)
+                       return isl_pw_aff_free(pwaff);
+       }
+
+       return pwaff;
+}
+
+/* Divide "pa" by "f".
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down_val(__isl_take isl_pw_aff *pa,
+       __isl_take isl_val *f)
+{
+       int i;
+
+       if (!pa || !f)
+               goto error;
+
+       if (isl_val_is_one(f)) {
+               isl_val_free(f);
+               return pa;
+       }
+
+       if (!isl_val_is_rat(f))
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa), isl_error_invalid,
+                       "expecting rational factor", goto error);
+       if (!isl_val_is_pos(f))
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa), isl_error_invalid,
+                       "factor needs to be positive", goto error);
+
+       pa = isl_pw_aff_cow(pa);
+       if (!pa)
+               return NULL;
+       if (pa->n == 0)
+               return pa;
+
+       for (i = 0; i < pa->n; ++i) {
+               pa->p[i].aff = isl_aff_scale_down_val(pa->p[i].aff,
+                                                       isl_val_copy(f));
+               if (!pa->p[i].aff)
+                       goto error;
+       }
+
+       isl_val_free(f);
+       return pa;
+error:
+       isl_pw_aff_free(pa);
+       isl_val_free(f);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       int i;
+
+       pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+       if (pwaff->n == 0)
+               return pwaff;
+
+       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
+               pwaff->p[i].aff = isl_aff_floor(pwaff->p[i].aff);
+               if (!pwaff->p[i].aff)
+                       return isl_pw_aff_free(pwaff);
+       }
+
+       return pwaff;
+}
+
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       int i;
+
+       pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+       if (pwaff->n == 0)
+               return pwaff;
+
+       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
+               pwaff->p[i].aff = isl_aff_ceil(pwaff->p[i].aff);
+               if (!pwaff->p[i].aff)
+                       return isl_pw_aff_free(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
+ * 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_pw_aff *cond,
+       __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true, __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false)
+{
+       isl_set *cond_true, *cond_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)
+{
+       if (!aff)
+               return -1;
+
+       return isl_seq_first_non_zero(aff->v->el + 2, aff->v->size - 2) == -1;
+}
+
+/* Check whether pwaff is a piecewise constant.
+ */
+int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       int i;
+
+       if (!pwaff)
+               return -1;
+
+       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
+               int is_cst = isl_aff_is_cst(pwaff->p[i].aff);
+               if (is_cst < 0 || !is_cst)
+                       return is_cst;
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+__isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
+       __isl_take isl_aff *aff2)
+{
+       if (!isl_aff_is_cst(aff2) && isl_aff_is_cst(aff1))
+               return isl_aff_mul(aff2, aff1);
+
+       if (!isl_aff_is_cst(aff2))
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff1), isl_error_invalid,
+                       "at least one affine expression should be constant",
+                       goto error);
+
+       aff1 = isl_aff_cow(aff1);
+       if (!aff1 || !aff2)
+               goto error;
+
+       aff1 = isl_aff_scale(aff1, aff2->v->el[1]);
+       aff1 = isl_aff_scale_down(aff1, aff2->v->el[0]);
+
+       isl_aff_free(aff2);
+       return aff1;
+error:
+       isl_aff_free(aff1);
+       isl_aff_free(aff2);
+       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)
+{
+       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 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));
+       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 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 *ge;
+       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)));
+       ge = isl_pw_aff_ge_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
+                               isl_pw_aff_copy(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 isl_pw_aff_align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_max);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_list_reduce(
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list,
+       __isl_give isl_pw_aff *(*fn)(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
+                                       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2))
+{
+       int i;
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_pw_aff *res;
+
+       if (!list)
+               return NULL;
+
+       ctx = isl_pw_aff_list_get_ctx(list);
+       if (list->n < 1)
+               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
+                       "list should contain at least one element",
+                       return isl_pw_aff_list_free(list));
+
+       res = isl_pw_aff_copy(list->p[0]);
+       for (i = 1; i < list->n; ++i)
+               res = fn(res, isl_pw_aff_copy(list->p[i]));
+
+       isl_pw_aff_list_free(list);
+       return res;
+}
+
+/* Return an isl_pw_aff that maps each element in the intersection of the
+ * domains of the elements of list to the minimal corresponding affine
+ * expression.
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(__isl_take isl_pw_aff_list *list)
+{
+       return pw_aff_list_reduce(list, &isl_pw_aff_min);
+}
+
+/* Return an isl_pw_aff that maps each element in the intersection of the
+ * domains of the elements of list to the maximal corresponding affine
+ * expression.
+ */
+__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);
+}
+
+/* Mark the domains of "pwaff" as rational.
+ */
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_rational(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+{
+       int i;
+
+       pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
+       if (!pwaff)
+               return NULL;
+       if (pwaff->n == 0)
+               return pwaff;
+
+       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 pwaff;
+}
+
+/* Mark the domains of the elements of "list" as rational.
+ */
+__isl_give isl_pw_aff_list *isl_pw_aff_list_set_rational(
+       __isl_take isl_pw_aff_list *list)
+{
+       int i, n;
+
+       if (!list)
+               return NULL;
+       if (list->n == 0)
+               return list;
+
+       n = list->n;
+       for (i = 0; i < n; ++i) {
+               isl_pw_aff *pa;
+
+               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 list;
+}
+
+/* Check that the domain space of "aff" matches "space".
+ *
+ * Return 0 on success and -1 on error.
+ */
+int isl_aff_check_match_domain_space(__isl_keep isl_aff *aff,
+       __isl_keep isl_space *space)
+{
+       isl_space *aff_space;
+       int match;
+
+       if (!aff || !space)
+               return -1;
+
+       aff_space = isl_aff_get_domain_space(aff);
+
+       match = isl_space_match(space, isl_dim_param, aff_space, isl_dim_param);
+       if (match < 0)
+               goto error;
+       if (!match)
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "parameters don't match", goto error);
+       match = isl_space_tuple_match(space, isl_dim_in,
+                                       aff_space, isl_dim_set);
+       if (match < 0)
+               goto error;
+       if (!match)
+               isl_die(isl_aff_get_ctx(aff), isl_error_invalid,
+                       "domains don't match", goto error);
+       isl_space_free(aff_space);
+       return 0;
+error:
+       isl_space_free(aff_space);
+       return -1;
+}
+
+#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.
+ */
+__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)
+{
+       return isl_multi_aff_bin_op(maff1, maff2, &isl_aff_add);
+}
+
+/* Subtract "ma2" from "ma1" and return the result.
+ */
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_sub(__isl_take isl_multi_aff *ma1,
+       __isl_take isl_multi_aff *ma2)
+{
+       return isl_multi_aff_bin_op(ma1, ma2, &isl_aff_sub);
+}
+
+/* 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;
+}
+
+/* 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);
+}
+
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_sub(
+       __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_sub);
+}
+
+/* Subtract "pma2" from "pma1" and return the result.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_sub(
+       __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_sub);
+}
+
+__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 (!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",
+                       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.
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_from_map_base(
+       __isl_take isl_map *map)
+{
+       int i;
+       int sv;
+       isl_pw_multi_aff *pma;
+
+       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;
+}
+
+/* Try and create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to the given isl_map,
+ * taking into account that the output dimension at position "d"
+ * can be represented as
+ *
+ *     x = floor((e(...) + c1) / m)
+ *
+ * given that constraint "i" is of the form
+ *
+ *     e(...) + c1 - m x >= 0
+ *
+ *
+ * Let "map" be of the form
+ *
+ *     A -> B
+ *
+ * We construct a mapping
+ *
+ *     A -> [A -> x = floor(...)]
+ *
+ * apply that to the map, obtaining
+ *
+ *     [A -> x = floor(...)] -> B
+ *
+ * and equate dimension "d" to x.
+ * We then compute a isl_pw_multi_aff representation of the resulting map
+ * and plug in the mapping above.
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_from_map_div(
+       __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_basic_map *hull, int d, int i)
+{
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_space *space;
+       isl_local_space *ls;
+       isl_multi_aff *ma;
+       isl_aff *aff;
+       isl_vec *v;
+       isl_map *insert;
+       int offset;
+       int n;
+       int n_in;
+       isl_pw_multi_aff *pma;
+       int is_set;
+
+       is_set = isl_map_is_set(map);
+
+       offset = isl_basic_map_offset(hull, isl_dim_out);
+       ctx = isl_map_get_ctx(map);
+       space = isl_space_domain(isl_map_get_space(map));
+       n_in = isl_space_dim(space, isl_dim_set);
+       n = isl_space_dim(space, isl_dim_all);
+
+       v = isl_vec_alloc(ctx, 1 + 1 + n);
+       if (v) {
+               isl_int_neg(v->el[0], hull->ineq[i][offset + d]);
+               isl_seq_cpy(v->el + 1, hull->ineq[i], 1 + n);
+       }
+       isl_basic_map_free(hull);
+
+       ls = isl_local_space_from_space(isl_space_copy(space));
+       aff = isl_aff_alloc_vec(ls, v);
+       aff = isl_aff_floor(aff);
+       if (is_set) {
+               isl_space_free(space);
+               ma = isl_multi_aff_from_aff(aff);
+       } else {
+               ma = isl_multi_aff_identity(isl_space_map_from_set(space));
+               ma = isl_multi_aff_range_product(ma,
+                                               isl_multi_aff_from_aff(aff));
+       }
+
+       insert = isl_map_from_multi_aff(isl_multi_aff_copy(ma));
+       map = isl_map_apply_domain(map, insert);
+       map = isl_map_equate(map, isl_dim_in, n_in, isl_dim_out, d);
+       pma = isl_pw_multi_aff_from_map(map);
+       pma = isl_pw_multi_aff_pullback_multi_aff(pma, ma);
+
+       return pma;
+}
+
+/* Is constraint "c" of the form
+ *
+ *     e(...) + c1 - m x >= 0
+ *
+ * or
+ *
+ *     -e(...) + c2 + m x >= 0
+ *
+ * where m > 1 and e only depends on parameters and input dimemnsions?
+ *
+ * "offset" is the offset of the output dimensions
+ * "pos" is the position of output dimension x.
+ */
+static int is_potential_div_constraint(isl_int *c, int offset, int d, int total)
+{
+       if (isl_int_is_zero(c[offset + d]))
+               return 0;
+       if (isl_int_is_one(c[offset + d]))
+               return 0;
+       if (isl_int_is_negone(c[offset + d]))
+               return 0;
+       if (isl_seq_first_non_zero(c + offset, d) != -1)
+               return 0;
+       if (isl_seq_first_non_zero(c + offset + d + 1,
+                                   total - (offset + d + 1)) != -1)
+               return 0;
+       return 1;
+}
+
+/* Try and create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to the given isl_map.
+ *
+ * As a special case, we first check if there is any pair of constraints,
+ * shared by all the basic maps in "map" that force a given dimension
+ * to be equal to the floor of some affine combination of the input dimensions.
+ *
+ * In particular, if we can find two constraints
+ *
+ *     e(...) + c1 - m x >= 0          i.e.,           m x <= e(...) + c1
+ *
+ * and
+ *
+ *     -e(...) + c2 + m x >= 0         i.e.,           m x >= e(...) - c2
+ *
+ * where m > 1 and e only depends on parameters and input dimemnsions,
+ * and such that
+ *
+ *     c1 + c2 < m                     i.e.,           -c2 >= c1 - (m - 1)
+ *
+ * then we know that we can take
+ *
+ *     x = floor((e(...) + c1) / m)
+ *
+ * without having to perform any computation.
+ *
+ * Note that we know that
+ *
+ *     c1 + c2 >= 1
+ *
+ * If c1 + c2 were 0, then we would have detected an equality during
+ * simplification.  If c1 + c2 were negative, then we would have detected
+ * a contradiction.
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_from_map_check_div(
+       __isl_take isl_map *map)
+{
+       int d, dim;
+       int i, j, n;
+       int offset, total;
+       isl_int sum;
+       isl_basic_map *hull;
+
+       hull = isl_map_unshifted_simple_hull(isl_map_copy(map));
+       if (!hull)
+               goto error;
+
+       isl_int_init(sum);
+       dim = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
+       offset = isl_basic_map_offset(hull, isl_dim_out);
+       total = 1 + isl_basic_map_total_dim(hull);
+       n = hull->n_ineq;
+       for (d = 0; d < dim; ++d) {
+               for (i = 0; i < n; ++i) {
+                       if (!is_potential_div_constraint(hull->ineq[i],
+                                                       offset, d, total))
+                               continue;
+                       for (j = i + 1; j < n; ++j) {
+                               if (!isl_seq_is_neg(hull->ineq[i] + 1,
+                                               hull->ineq[j] + 1, total - 1))
+                                       continue;
+                               isl_int_add(sum, hull->ineq[i][0],
+                                               hull->ineq[j][0]);
+                               if (isl_int_abs_lt(sum,
+                                                   hull->ineq[i][offset + d]))
+                                       break;
+
+                       }
+                       if (j >= n)
+                               continue;
+                       isl_int_clear(sum);
+                       if (isl_int_is_pos(hull->ineq[j][offset + d]))
+                               j = i;
+                       return pw_multi_aff_from_map_div(map, hull, d, j);
+               }
+       }
+       isl_int_clear(sum);
+       isl_basic_map_free(hull);
+       return pw_multi_aff_from_map_base(map);
+error:
+       isl_map_free(map);
+       isl_basic_map_free(hull);
+       return NULL;
+}
+
+/* Given an affine expression
+ *
+ *     [A -> B] -> f(A,B)
+ *
+ * construct an isl_multi_aff
+ *
+ *     [A -> B] -> B'
+ *
+ * such that dimension "d" in B' is set to "aff" and the remaining
+ * dimensions are set equal to the corresponding dimensions in B.
+ * "n_in" is the dimension of the space A.
+ * "n_out" is the dimension of the space B.
+ *
+ * If "is_set" is set, then the affine expression is of the form
+ *
+ *     [B] -> f(B)
+ *
+ * and we construct an isl_multi_aff
+ *
+ *     B -> B'
+ */
+static __isl_give isl_multi_aff *range_map(__isl_take isl_aff *aff, int d,
+       unsigned n_in, unsigned n_out, int is_set)
+{
+       int i;
+       isl_multi_aff *ma;
+       isl_space *space, *space2;
+       isl_local_space *ls;
+
+       space = isl_aff_get_domain_space(aff);
+       ls = isl_local_space_from_space(isl_space_copy(space));
+       space2 = isl_space_copy(space);
+       if (!is_set)
+               space2 = isl_space_range(isl_space_unwrap(space2));
+       space = isl_space_map_from_domain_and_range(space, space2);
+       ma = isl_multi_aff_alloc(space);
+       ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, d, aff);
+
+       for (i = 0; i < n_out; ++i) {
+               if (i == d)
+                       continue;
+               aff = isl_aff_var_on_domain(isl_local_space_copy(ls),
+                                               isl_dim_set, n_in + i);
+               ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, i, aff);
+       }
+
+       isl_local_space_free(ls);
+
+       return ma;
+}
+
+/* Try and create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to the given isl_map,
+ * taking into account that the dimension at position "d" can be written as
+ *
+ *     x = m a + f(..)                                         (1)
+ *
+ * where m is equal to "gcd".
+ * "i" is the index of the equality in "hull" that defines f(..).
+ * In particular, the equality is of the form
+ *
+ *     f(..) - x + m g(existentials) = 0
+ *
+ * or
+ *
+ *     -f(..) + x + m g(existentials) = 0
+ *
+ * We basically plug (1) into "map", resulting in a map with "a"
+ * in the range instead of "x".  The corresponding isl_pw_multi_aff
+ * defining "a" is then plugged back into (1) to obtain a definition fro "x".
+ *
+ * Specifically, given the input map
+ *
+ *     A -> B
+ *
+ * We first wrap it into a set
+ *
+ *     [A -> B]
+ *
+ * and define (1) on top of the corresponding space, resulting in "aff".
+ * We use this to create an isl_multi_aff that maps the output position "d"
+ * from "a" to "x", leaving all other (intput and output) dimensions unchanged.
+ * We plug this into the wrapped map, unwrap the result and compute the
+ * corresponding isl_pw_multi_aff.
+ * The result is an expression
+ *
+ *     A -> T(A)
+ *
+ * We adjust that to
+ *
+ *     A -> [A -> T(A)]
+ *
+ * so that we can plug that into "aff", after extending the latter to
+ * a mapping
+ *
+ *     [A -> B] -> B'
+ *
+ *
+ * If "map" is actually a set, then there is no "A" space, meaning
+ * that we do not need to perform any wrapping, and that the result
+ * of the recursive call is of the form
+ *
+ *     [T]
+ *
+ * which is plugged into a mapping of the form
+ *
+ *     B -> B'
+ */
+static __isl_give isl_pw_multi_aff *pw_multi_aff_from_map_stride(
+       __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_basic_map *hull, int d, int i,
+       isl_int gcd)
+{
+       isl_set *set;
+       isl_space *space;
+       isl_local_space *ls;
+       isl_aff *aff;
+       isl_multi_aff *ma;
+       isl_pw_multi_aff *pma, *id;
+       unsigned n_in;
+       unsigned o_out;
+       unsigned n_out;
+       int is_set;
+
+       is_set = isl_map_is_set(map);
+
+       n_in = isl_basic_map_dim(hull, isl_dim_in);
+       n_out = isl_basic_map_dim(hull, isl_dim_out);
+       o_out = isl_basic_map_offset(hull, isl_dim_out);
+
+       if (is_set)
+               set = map;
+       else
+               set = isl_map_wrap(map);
+       space = isl_space_map_from_set(isl_set_get_space(set));
+       ma = isl_multi_aff_identity(space);
+       ls = isl_local_space_from_space(isl_set_get_space(set));
+       aff = isl_aff_alloc(ls);
+       if (aff) {
+               isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
+               if (isl_int_is_one(hull->eq[i][o_out + d]))
+                       isl_seq_neg(aff->v->el + 1, hull->eq[i],
+                                   aff->v->size - 1);
+               else
+                       isl_seq_cpy(aff->v->el + 1, hull->eq[i],
+                                   aff->v->size - 1);
+               isl_int_set(aff->v->el[1 + o_out + d], gcd);
+       }
+       ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, n_in + d, isl_aff_copy(aff));
+       set = isl_set_preimage_multi_aff(set, ma);
+
+       ma = range_map(aff, d, n_in, n_out, is_set);
+
+       if (is_set)
+               map = set;
+       else
+               map = isl_set_unwrap(set);
+       pma = isl_pw_multi_aff_from_map(set);
+
+       if (!is_set) {
+               space = isl_pw_multi_aff_get_domain_space(pma);
+               space = isl_space_map_from_set(space);
+               id = isl_pw_multi_aff_identity(space);
+               pma = isl_pw_multi_aff_range_product(id, pma);
+       }
+       id = isl_pw_multi_aff_from_multi_aff(ma);
+       pma = isl_pw_multi_aff_pullback_pw_multi_aff(id, pma);
+
+       isl_basic_map_free(hull);
+       return pma;
+}
+
+/* Try and create an isl_pw_multi_aff that is equivalent to the given isl_map.
+ *
+ * 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.
+ *
+ * Otherwise, we check if any of the output dimensions is "strided".
+ * That is, we check if can be written as
+ *
+ *     x = m a + f(..)
+ *
+ * with m greater than 1, a some combination of existentiall quantified
+ * variables and f and expression in the parameters and input dimensions.
+ * If so, we remove the stride in pw_multi_aff_from_map_stride.
+ *
+ * Otherwise, we continue with pw_multi_aff_from_map_check_div for a further
+ * special case.
+ */
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_from_map(__isl_take isl_map *map)
+{
+       int i, j;
+       int sv;
+       isl_basic_map *hull;
+       unsigned n_out;
+       unsigned o_out;
+       unsigned n_div;
+       unsigned o_div;
+       isl_int gcd;
+
+       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);
+       if (sv < 0)
+               hull = isl_basic_map_free(hull);
+       if (!hull)
+               goto error;
+
+       n_div = isl_basic_map_dim(hull, isl_dim_div);
+       o_div = isl_basic_map_offset(hull, isl_dim_div);
+
+       if (n_div == 0) {
+               isl_basic_map_free(hull);
+               return pw_multi_aff_from_map_check_div(map);
+       }
+
+       isl_int_init(gcd);
+
+       n_out = isl_basic_map_dim(hull, isl_dim_out);
+       o_out = isl_basic_map_offset(hull, isl_dim_out);
+
+       for (i = 0; i < n_out; ++i) {
+               for (j = 0; j < hull->n_eq; ++j) {
+                       isl_int *eq = hull->eq[j];
+                       isl_pw_multi_aff *res;
+
+                       if (!isl_int_is_one(eq[o_out + i]) &&
+                           !isl_int_is_negone(eq[o_out + i]))
+                               continue;
+                       if (isl_seq_first_non_zero(eq + o_out, i) != -1)
+                               continue;
+                       if (isl_seq_first_non_zero(eq + o_out + i + 1,
+                                                   n_out - (i + 1)) != -1)
+                               continue;
+                       isl_seq_gcd(eq + o_div, n_div, &gcd);
+                       if (isl_int_is_zero(gcd))
+                               continue;
+                       if (isl_int_is_one(gcd))
+                               continue;
+
+                       res = pw_multi_aff_from_map_stride(map, hull,
+                                                               i, j, gcd);
+                       isl_int_clear(gcd);
+                       return res;
+               }
+       }
+
+       isl_int_clear(gcd);
+       isl_basic_map_free(hull);
+       return pw_multi_aff_from_map_check_div(map);
+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);
+}
+
+/* Convert "map" into an isl_pw_multi_aff (if possible) and
+ * add it to *user.
+ */
+static int pw_multi_aff_from_map(__isl_take isl_map *map, void *user)
+{
+       isl_union_pw_multi_aff **upma = user;
+       isl_pw_multi_aff *pma;
+
+       pma = isl_pw_multi_aff_from_map(map);
+       *upma = isl_union_pw_multi_aff_add_pw_multi_aff(*upma, pma);
+
+       return *upma ? 0 : -1;
+}
+
+/* Try and create an isl_union_pw_multi_aff that is equivalent
+ * to the given isl_union_map.
+ * The isl_union_map is required to be single-valued in each space.
+ * Otherwise, an error is produced.
+ */
+__isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_from_union_map(
+       __isl_take isl_union_map *umap)
+{
+       isl_space *space;
+       isl_union_pw_multi_aff *upma;
+
+       space = isl_union_map_get_space(umap);
+       upma = isl_union_pw_multi_aff_empty(space);
+       if (isl_union_map_foreach_map(umap, &pw_multi_aff_from_map, &upma) < 0)
+               upma = isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       isl_union_map_free(umap);
+
+       return upma;
+}
+
+/* Try and create an isl_union_pw_multi_aff that is equivalent
+ * to the given isl_union_set.
+ * The isl_union_set is required to be a singleton in each space.
+ * Otherwise, an error is produced.
+ */
+__isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_from_union_set(
+       __isl_take isl_union_set *uset)
+{
+       return isl_union_pw_multi_aff_from_union_map(uset);
+}
+
+/* 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)
 {
-       int i, j;
-       unsigned total;
-       unsigned n_div;
-
-       if (!eq)
-               goto error;
-       if (eq->n_eq == 0) {
-               isl_basic_set_free(eq);
-               return aff;
-       }
+       isl_ctx *ctx;
+       isl_int v;
 
        aff = isl_aff_cow(aff);
-       if (!aff)
-               goto error;
+       if (!aff || !subs)
+               return isl_aff_free(aff);
 
-       aff->ls = isl_local_space_substitute_equalities(aff->ls,
-                                                       isl_basic_set_copy(eq));
+       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)
-               goto error;
+               return isl_aff_free(aff);
 
-       total = 1 + isl_dim_total(eq->dim);
-       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);
-               if (j < 0 || j == 0 || j >= total)
-                       continue;
+       aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
+       if (!aff->v)
+               return isl_aff_free(aff);
 
-               isl_seq_elim(aff->v->el + 1, eq->eq[i], j, total,
-                               &aff->v->el[0]);
-       }
+       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);
 
-       isl_basic_set_free(eq);
        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;
+                       int empty;
+
+                       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);
+                       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_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;
 error:
-       isl_basic_set_free(eq);
-       isl_aff_free(aff);
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       isl_pw_multi_aff_free(res);
        return NULL;
 }
 
-/* Look for equalities among the variables shared by context and aff
- * and the integer divisions of aff, if any.
- * The equalities are then used to eliminate coefficients and/or integer
- * divisions from aff.
+/* Compute the preimage of a range of dimensions in the affine expression "src"
+ * under "ma" and put the result in "dst".  The number of dimensions in "src"
+ * that precede the range is given by "n_before".  The number of dimensions
+ * in the range is given by the number of output dimensions of "ma".
+ * The number of dimensions that follow the range is given by "n_after".
+ * 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) + f_u u + b v + f_w w + c(divs))/d
+ *
+ * and let ma represent the expressions
+ *
+ *     v_i = (r_i(p) + s_i(y) + t_i(divs'))/m_i
+ *
+ * We start out with the following expression for dst:
+ *
+ *     (a(p) + f_u u + 0 y + f_w w + 0 divs' + c(divs) + f \sum_i b_i v_i)/d
+ *
+ * with the multiplication factor f initially equal to 1
+ * and f \sum_i b_i v_i kept separately.
+ * 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.
  */
-__isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
-       __isl_take isl_set *context)
+void isl_seq_preimage(isl_int *dst, isl_int *src,
+       __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_before, int n_after,
+       int n_div_ma, int n_div_bmap,
+       isl_int f, isl_int c1, isl_int c2, isl_int g, int has_denom)
 {
-       isl_basic_set *hull;
-       int n_div;
+       int i;
+       int n_param, n_in, n_out;
+       int o_dst, o_src;
+
+       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);
+
+       isl_seq_cpy(dst, src, has_denom + 1 + n_param + n_before);
+       o_dst = o_src = has_denom + 1 + n_param + n_before;
+       isl_seq_clr(dst + o_dst, n_in);
+       o_dst += n_in;
+       o_src += n_out;
+       isl_seq_cpy(dst + o_dst, src + o_src, n_after);
+       o_dst += n_after;
+       o_src += n_after;
+       isl_seq_clr(dst + o_dst, n_div_ma);
+       o_dst += n_div_ma;
+       isl_seq_cpy(dst + o_dst, src + o_src, n_div_bmap);
+
+       isl_int_set_si(f, 1);
+
+       for (i = 0; i < n_out; ++i) {
+               int offset = has_denom + 1 + n_param + n_before + i;
+
+               if (isl_int_is_zero(src[offset]))
+                       continue;
+               isl_int_set(c1, ma->p[i]->v->el[0]);
+               isl_int_mul(c2, f, src[offset]);
+               isl_int_gcd(g, c1, c2);
+               isl_int_divexact(c1, c1, g);
+               isl_int_divexact(c2, c2, g);
+
+               isl_int_mul(f, f, c1);
+               o_dst = has_denom;
+               o_src = 1;
+               isl_seq_combine(dst + o_dst, c1, dst + o_dst,
+                               c2, ma->p[i]->v->el + o_src, 1 + n_param);
+               o_dst += 1 + n_param;
+               o_src += 1 + n_param;
+               isl_seq_scale(dst + o_dst, dst + o_dst, c1, n_before);
+               o_dst += n_before;
+               isl_seq_combine(dst + o_dst, c1, dst + o_dst,
+                               c2, ma->p[i]->v->el + o_src, n_in);
+               o_dst += n_in;
+               o_src += n_in;
+               isl_seq_scale(dst + o_dst, dst + o_dst, c1, n_after);
+               o_dst += n_after;
+               isl_seq_combine(dst + o_dst, c1, dst + o_dst,
+                               c2, ma->p[i]->v->el + o_src, n_div_ma);
+               o_dst += n_div_ma;
+               o_src += n_div_ma;
+               isl_seq_scale(dst + o_dst, dst + o_dst, c1, n_div_bmap);
+               if (has_denom)
+                       isl_int_mul(dst[0], dst[0], c1);
+       }
+}
 
-       if (!aff)
+/* 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 = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
-       if (n_div > 0) {
-               isl_basic_set *bset;
-               context = isl_set_add_dims(context, isl_dim_set, n_div);
-               bset = isl_basic_set_from_local_space(
-                                           isl_aff_get_local_space(aff));
-               bset = isl_basic_set_lift(bset);
-               bset = isl_basic_set_flatten(bset);
-               context = isl_set_intersect(context,
-                                           isl_set_from_basic_set(bset));
-       }
 
-       hull = isl_set_affine_hull(context);
-       return isl_aff_substitute_equalities(aff, hull);
+       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, 0, 0, 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_set_free(context);
+       isl_multi_aff_free(ma);
+       isl_aff_free(res);
        return NULL;
 }
 
-/* Return a basic set containing those elements in the space
- * of aff where it is non-negative.
+/* Compute the pullback of "ma1" by the function represented by "ma2".
+ * In other words, plug in "ma2" in "ma1".
  */
-__isl_give isl_basic_set *isl_aff_nonneg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_pullback_multi_aff(
+       __isl_take isl_multi_aff *ma1, __isl_take isl_multi_aff *ma2)
 {
-       isl_constraint *ineq;
+       int i;
+       isl_space *space = NULL;
 
-       ineq = isl_inequality_from_aff(aff);
+       ma2 = isl_multi_aff_align_divs(ma2);
+       ma1 = isl_multi_aff_cow(ma1);
+       if (!ma1 || !ma2)
+               goto error;
 
-       return isl_basic_set_from_constraint(ineq);
+       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;
 }
 
-/* Return a basic set containing those elements in the shared space
- * of aff1 and aff2 where aff1 is greater than or equal to aff2.
+/* Extend the local space of "dst" to include the divs
+ * in the local space of "src".
  */
-__isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(__isl_take isl_aff *aff1,
-       __isl_take isl_aff *aff2)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_align_divs(__isl_take isl_aff *dst,
+       __isl_keep isl_aff *src)
 {
-       aff1 = isl_aff_sub(aff1, aff2);
+       isl_ctx *ctx;
+       int *exp1 = NULL;
+       int *exp2 = NULL;
+       isl_mat *div;
 
-       return isl_aff_nonneg_basic_set(aff1);
+       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);
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_add_on_domain(__isl_keep isl_set *dom,
-       __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2)
+/* 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)
 {
-       aff1 = isl_aff_add(aff1, aff2);
-       aff1 = isl_aff_gist(aff1, isl_set_copy(dom));
-       return aff1;
+       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;
 }
 
-int isl_aff_is_empty(__isl_keep isl_aff *aff)
+__isl_give isl_aff *isl_aff_lift(__isl_take isl_aff *aff)
 {
+       aff = isl_aff_cow(aff);
        if (!aff)
-               return -1;
+               return NULL;
 
-       return 0;
+       aff->ls = isl_local_space_lift(aff->ls);
+       if (!aff->ls)
+               return isl_aff_free(aff);
+
+       return aff;
 }
 
-/* Set active[i] to 1 if the dimension at position i is involved
- * in the affine expression.
+/* 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".
  */
-static int set_active(__isl_keep isl_aff *aff, int *active)
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_lift(__isl_take isl_multi_aff *maff,
+       __isl_give isl_local_space **ls)
 {
-       int i, j;
-       unsigned total;
-       unsigned offset;
+       int i;
+       isl_space *space;
+       unsigned n_div;
 
-       if (!aff || !active)
-               return -1;
+       if (ls)
+               *ls = NULL;
 
-       total = aff->v->size - 2;
-       for (i = 0; i < total; ++i)
-               active[i] = !isl_int_is_zero(aff->v->el[2 + i]);
+       if (!maff)
+               return NULL;
 
-       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]);
+       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;
        }
 
-       return 0;
+       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);
 }
 
-/* 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.
+
+/* Extract an isl_pw_aff corresponding to output dimension "pos" of "pma".
  */
-int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
+__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_multi_aff_get_pw_aff(
+       __isl_keep isl_pw_multi_aff *pma, int pos)
 {
        int i;
-       isl_ctx *ctx;
-       int *active = NULL;
-       int involves = 0;
+       int n_out;
+       isl_space *space;
+       isl_pw_aff *pa;
 
-       if (!aff)
-               return -1;
-       if (n == 0)
-               return 0;
+       if (!pma)
+               return NULL;
 
-       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
-       if (first + n > isl_aff_dim(aff, type))
-               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
-                       "range out of bounds", return -1);
+       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);
+       }
 
-       active = isl_calloc_array(ctx, int,
-                                 isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_all));
-       if (set_active(aff, active) < 0)
+       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;
 
-       first += isl_local_space_offset(aff->ls, type) - 1;
-       for (i = 0; i < n; ++i)
-               if (active[first + i]) {
-                       involves = 1;
-                       break;
-               }
+       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;
 
-       free(active);
+       map = isl_map_from_pw_multi_aff(pma);
+       *umap = isl_union_map_add_map(*umap, map);
 
-       return involves;
-error:
-       free(active);
-       return -1;
+       return 0;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
+/* 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_ctx *ctx;
+       isl_space *space;
+       isl_union_map *umap;
 
-       if (!aff)
+       if (!upma)
                return NULL;
-       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))
-               isl_die(ctx, isl_error_invalid, "range out of bounds",
-                       return isl_aff_free(aff));
+       space = isl_union_pw_multi_aff_get_space(upma);
+       umap = isl_union_map_empty(space);
 
-       aff = isl_aff_cow(aff);
-       if (!aff)
-               return NULL;
+       if (isl_union_pw_multi_aff_foreach_pw_multi_aff(upma,
+                                       &map_from_pw_multi_aff, &umap) < 0)
+               goto error;
 
-       aff->ls = isl_local_space_drop_dims(aff->ls, type, first, n);
-       if (!aff->ls)
-               return isl_aff_free(aff);
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       return umap;
+error:
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       isl_union_map_free(umap);
+       return NULL;
+}
 
-       first += 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, type);
-       aff->v = isl_vec_drop_els(aff->v, first, n);
-       if (!aff->v)
-               return isl_aff_free(aff);
+/* 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;
 
-       return aff;
+       data->pma = pma;
+       if (isl_hash_table_foreach(data->upma2->dim->ctx, &data->upma2->table,
+                                  data->fn, data) < 0)
+               return -1;
+
+       return 0;
 }
 
-__isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
+/* 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_ctx *ctx;
+       isl_space *space;
+       struct isl_union_pw_multi_aff_bin_data data = { NULL, NULL, NULL, fn };
 
-       if (!aff)
-               return NULL;
-       if (n == 0 && !isl_local_space_is_named_or_nested(aff->ls, type))
-               return aff;
+       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);
 
-       ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
-       if (first > isl_aff_dim(aff, type))
-               isl_die(ctx, isl_error_invalid, "position out of bounds",
-                       return isl_aff_free(aff));
+       if (!upma1 || !upma2)
+               goto error;
 
-       aff = isl_aff_cow(aff);
-       if (!aff)
-               return NULL;
+       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;
 
-       aff->ls = isl_local_space_insert_dims(aff->ls, type, first, n);
-       if (!aff->ls)
-               return isl_aff_free(aff);
+       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;
+}
 
-       first += 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, type);
-       aff->v = isl_vec_insert_zero_els(aff->v, first, n);
-       if (!aff->v)
-               return isl_aff_free(aff);
+/* 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_range_product(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma1, __isl_take isl_pw_multi_aff *pma2)
+{
+       isl_space *space;
 
-       return 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_give isl_aff *isl_aff_add_dims(__isl_take isl_aff *aff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned n)
+/* 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)
 {
-       unsigned pos;
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                           &pw_multi_aff_range_product);
+}
 
-       pos = isl_aff_dim(aff, type);
+/* 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;
 
-       return isl_aff_insert_dims(aff, type, pos, n);
+       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);
 }
 
-__isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
-       enum isl_dim_type type, unsigned n)
+/* 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)
 {
-       unsigned pos;
+       return isl_pw_multi_aff_align_params_pw_pw_and(pma1, pma2,
+                                           &pw_multi_aff_flat_range_product);
+}
 
-       pos = isl_pw_aff_dim(pwaff, type);
+/* 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;
 
-       return isl_pw_aff_insert_dims(pwaff, type, pos, n);
-}
+       if (!isl_space_tuple_match(data->pma->dim, isl_dim_in,
+                                pma2->dim, isl_dim_in))
+               return 0;
 
-#undef PW
-#define PW isl_pw_aff
-#undef EL
-#define EL isl_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 aff
+       pma2 = isl_pw_multi_aff_flat_range_product(
+                                       isl_pw_multi_aff_copy(data->pma),
+                                       isl_pw_multi_aff_copy(pma2));
 
-#define NO_EVAL
-#define NO_OPT
-#define NO_MOVE_DIMS
-#define NO_REALIGN
-#define NO_LIFT
-#define NO_MORPH
-#define NO_RESET_DIM
+       data->res = isl_union_pw_multi_aff_add_pw_multi_aff(data->res, pma2);
 
-#include <isl_pw_templ.c>
+       return 0;
+}
 
-/* 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.
+/* 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_pw_aff *isl_pw_aff_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
-       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+__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_aff *res;
-       isl_ctx *ctx;
-       isl_set *set;
+       isl_pw_multi_aff *res = NULL;
 
-       if (!pwaff1 || !pwaff2)
+       if (!pma || !pa)
                goto error;
 
-       ctx = isl_dim_get_ctx(pwaff1->dim);
-       if (!isl_dim_equal(pwaff1->dim, pwaff2->dim))
-               isl_die(ctx, isl_error_invalid,
-                       "arguments should live in same space", 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;
+                       }
 
-       if (isl_pw_aff_is_empty(pwaff1)) {
-               isl_pw_aff_free(pwaff1);
-               return pwaff2;
-       }
+                       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));
 
-       if (isl_pw_aff_is_empty(pwaff2)) {
-               isl_pw_aff_free(pwaff2);
-               return pwaff1;
+                       res = isl_pw_multi_aff_add_piece(res, common, res_ij);
+               }
        }
 
-       n = 2 * (pwaff1->n + 1) * (pwaff2->n + 1);
-       res = isl_pw_aff_alloc_(isl_dim_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_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);
+}
 
-                       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(
-                                       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);
-                               continue;
-                       }
-                       set = isl_set_subtract(set, isl_set_copy(ge));
+/* 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;
+}
 
-                       res = isl_pw_aff_add_piece(res, ge,
-                                               isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
-               }
-               res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
-                                               isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff));
-       }
+/* Check that the domain space of "pa" matches "space".
+ *
+ * Return 0 on success and -1 on error.
+ */
+int isl_pw_aff_check_match_domain_space(__isl_keep isl_pw_aff *pa,
+       __isl_keep isl_space *space)
+{
+       isl_space *pa_space;
+       int match;
 
-       for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
-               set = isl_set_copy(pwaff2->p[j].set);
-               for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i)
-                       set = isl_set_subtract(set,
-                                       isl_set_copy(pwaff1->p[i].set));
-               res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
-                                               isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
-       }
+       if (!pa || !space)
+               return -1;
 
-       isl_pw_aff_free(pwaff1);
-       isl_pw_aff_free(pwaff2);
+       pa_space = isl_pw_aff_get_space(pa);
 
-       return res;
+       match = isl_space_match(space, isl_dim_param, pa_space, isl_dim_param);
+       if (match < 0)
+               goto error;
+       if (!match)
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa), isl_error_invalid,
+                       "parameters don't match", goto error);
+       match = isl_space_tuple_match(space, isl_dim_in, pa_space, isl_dim_in);
+       if (match < 0)
+               goto error;
+       if (!match)
+               isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pa), isl_error_invalid,
+                       "domains don't match", goto error);
+       isl_space_free(pa_space);
+       return 0;
 error:
-       isl_pw_aff_free(pwaff1);
-       isl_pw_aff_free(pwaff2);
-       return NULL;
+       isl_space_free(pa_space);
+       return -1;
 }
 
-/* Construct a map with as domain the domain of pwaff and
- * one-dimensional range corresponding to the affine expressions.
+#undef BASE
+#define BASE pw_aff
+
+#include <isl_multi_templ.c>
+
+/* Scale the first elements of "ma" by the corresponding elements of "vec".
  */
-__isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+__isl_give isl_multi_aff *isl_multi_aff_scale_vec(__isl_take isl_multi_aff *ma,
+       __isl_take isl_vec *vec)
 {
-       int i;
-       isl_dim *dim;
-       isl_map *map;
+       int i, n;
+       isl_int v;
 
-       if (!pwaff)
-               return NULL;
+       if (!ma || !vec)
+               goto error;
 
-       dim = isl_pw_aff_get_dim(pwaff);
-       dim = isl_dim_from_domain(dim);
-       dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_out, 1);
-       map = isl_map_empty(dim);
+       n = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_out);
+       if (isl_vec_size(vec) < n)
+               n = isl_vec_size(vec);
 
-       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
-               isl_basic_map *bmap;
-               isl_map *map_i;
+       isl_int_init(v);
+       for (i = 0; i < n; ++i) {
+               isl_aff *aff;
 
-               bmap = isl_basic_map_from_aff(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
-               map_i = isl_map_from_basic_map(bmap);
-               map_i = isl_map_intersect_domain(map_i,
-                                               isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
-               map = isl_map_union_disjoint(map, map_i);
-       }
+               isl_vec_get_element(vec, i, &v);
 
-       isl_pw_aff_free(pwaff);
+               aff = isl_multi_aff_get_aff(ma, i);
+               aff = isl_aff_scale(aff, v);
+               ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, i, aff);
+       }
+       isl_int_clear(v);
 
-       return map;
+       isl_vec_free(vec);
+       return ma;
+error:
+       isl_vec_free(vec);
+       isl_multi_aff_free(ma);
+       return NULL;
 }
 
-/* Return a set containing those elements in the domain
- * of pwaff where it is non-negative.
+/* Scale the first elements of "pma" by the corresponding elements of "vec".
  */
-__isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
+__isl_give isl_pw_multi_aff *isl_pw_multi_aff_scale_vec(
+       __isl_take isl_pw_multi_aff *pma, __isl_take isl_vec *v)
 {
        int i;
-       isl_set *set;
 
-       if (!pwaff)
-               return NULL;
+       pma = isl_pw_multi_aff_cow(pma);
+       if (!pma || !v)
+               goto error;
 
-       set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_dim(pwaff));
+       for (i = 0; i < pma->n; ++i) {
+               pma->p[i].maff = isl_multi_aff_scale_vec(pma->p[i].maff,
+                                                       isl_vec_copy(v));
+               if (!pma->p[i].maff)
+                       goto error;
+       }
 
-       for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
-               isl_basic_set *bset;
-               isl_set *set_i;
+       isl_vec_free(v);
+       return pma;
+error:
+       isl_vec_free(v);
+       isl_pw_multi_aff_free(pma);
+       return NULL;
+}
 
-               bset = isl_aff_nonneg_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));
-               set = isl_set_union_disjoint(set, set_i);
-       }
+/* This function is called for each entry of an isl_union_pw_multi_aff.
+ * Replace the entry by the result of applying isl_pw_multi_aff_scale_vec
+ * to the original entry with the isl_vec in "user" as extra argument.
+ */
+static int union_pw_multi_aff_scale_vec_entry(void **entry, void *user)
+{
+       isl_pw_multi_aff **pma = (isl_pw_multi_aff **) entry;
+       isl_vec *v = user;
 
-       isl_pw_aff_free(pwaff);
+       *pma = isl_pw_multi_aff_scale_vec(*pma, isl_vec_copy(v));
+       if (!*pma)
+               return -1;
 
-       return set;
+       return 0;
 }
 
-/* Return a set containing those elements in the shared domain
- * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is greater than or equal to pwaff2.
+/* Scale the first elements of "upma" by the corresponding elements of "vec".
  */
-__isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
-       __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
+__isl_give isl_union_pw_multi_aff *isl_union_pw_multi_aff_scale_vec(
+       __isl_take isl_union_pw_multi_aff *upma, __isl_take isl_vec *v)
 {
-       isl_set *set1, *set2;
+       upma = isl_union_pw_multi_aff_cow(upma);
+       if (!upma || !v)
+               goto error;
 
-       set1 = isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff1));
-       set2 = isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff2));
-       set1 = isl_set_intersect(set1, set2);
-       pwaff1 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff1, isl_set_copy(set1));
-       pwaff2 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff2, set1);
-       pwaff1 = isl_pw_aff_add(pwaff1, isl_pw_aff_neg(pwaff2));
+       if (isl_hash_table_foreach(upma->dim->ctx, &upma->table,
+                                  &union_pw_multi_aff_scale_vec_entry, v) < 0)
+               goto error;
 
-       return isl_pw_aff_nonneg_set(pwaff1);
+       isl_vec_free(v);
+       return upma;
+error:
+       isl_vec_free(v);
+       isl_union_pw_multi_aff_free(upma);
+       return NULL;
 }