Factor out a common base class from SCEVTruncateExpr, SCEVZeroExtendExpr,
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScalarEvolution.cpp
index 3ae65286fa731547faf1862e7b637e21d4a3e6d8..5308b8d0f536f7b45084c50adce468dbc5e6f3ab 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #include "llvm/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
+#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
+#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Support/InstIterator.h"
 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
-#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include <ostream>
 #include <algorithm>
 #include <cmath>
 using namespace llvm;
 
-STATISTIC(NumBruteForceEvaluations,
-          "Number of brute force evaluations needed to "
-          "calculate high-order polynomial exit values");
 STATISTIC(NumArrayLenItCounts,
           "Number of trip counts computed with array length");
 STATISTIC(NumTripCountsComputed,
@@ -95,16 +96,14 @@ STATISTIC(NumTripCountsNotComputed,
 STATISTIC(NumBruteForceTripCountsComputed,
           "Number of loops with trip counts computed by force");
 
-cl::opt<unsigned>
+static cl::opt<unsigned>
 MaxBruteForceIterations("scalar-evolution-max-iterations", cl::ReallyHidden,
                         cl::desc("Maximum number of iterations SCEV will "
                                  "symbolically execute a constant derived loop"),
                         cl::init(100));
 
-namespace {
-  RegisterPass<ScalarEvolution>
-  R("scalar-evolution", "Scalar Evolution Analysis");
-}
+static RegisterPass<ScalarEvolution>
+R("scalar-evolution", "Scalar Evolution Analysis", false, true);
 char ScalarEvolution::ID = 0;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -116,22 +115,19 @@ char ScalarEvolution::ID = 0;
 //
 SCEV::~SCEV() {}
 void SCEV::dump() const {
-  print(cerr);
+  print(errs());
+  errs() << '\n';
 }
 
-/// getValueRange - Return the tightest constant bounds that this value is
-/// known to have.  This method is only valid on integer SCEV objects.
-ConstantRange SCEV::getValueRange() const {
-  const Type *Ty = getType();
-  assert(Ty->isInteger() && "Can't get range for a non-integer SCEV!");
-  // Default to a full range if no better information is available.
-  return ConstantRange(getBitWidth());
+void SCEV::print(std::ostream &o) const {
+  raw_os_ostream OS(o);
+  print(OS);
 }
 
-uint32_t SCEV::getBitWidth() const {
-  if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(getType()))
-    return ITy->getBitWidth();
-  return 0;
+bool SCEV::isZero() const {
+  if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(this))
+    return SC->getValue()->isZero();
+  return false;
 }
 
 
@@ -154,11 +150,12 @@ bool SCEVCouldNotCompute::hasComputableLoopEvolution(const Loop *L) const {
 
 SCEVHandle SCEVCouldNotCompute::
 replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
-                                  const SCEVHandle &Conc) const {
+                                  const SCEVHandle &Conc,
+                                  ScalarEvolution &SE) const {
   return this;
 }
 
-void SCEVCouldNotCompute::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVCouldNotCompute::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "***COULDNOTCOMPUTE***";
 }
 
@@ -177,22 +174,32 @@ SCEVConstant::~SCEVConstant() {
   SCEVConstants->erase(V);
 }
 
-SCEVHandle SCEVConstant::get(ConstantInt *V) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getConstant(ConstantInt *V) {
   SCEVConstant *&R = (*SCEVConstants)[V];
   if (R == 0) R = new SCEVConstant(V);
   return R;
 }
 
-ConstantRange SCEVConstant::getValueRange() const {
-  return ConstantRange(V->getValue());
+SCEVHandle ScalarEvolution::getConstant(const APInt& Val) {
+  return getConstant(ConstantInt::get(Val));
 }
 
 const Type *SCEVConstant::getType() const { return V->getType(); }
 
-void SCEVConstant::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVConstant::print(raw_ostream &OS) const {
   WriteAsOperand(OS, V, false);
 }
 
+SCEVCastExpr::SCEVCastExpr(unsigned SCEVTy,
+                           const SCEVHandle &op, const Type *ty)
+  : SCEV(SCEVTy), Op(op), Ty(ty) {}
+
+SCEVCastExpr::~SCEVCastExpr() {}
+
+bool SCEVCastExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  return Op->dominates(BB, DT);
+}
+
 // SCEVTruncates - Only allow the creation of one SCEVTruncateExpr for any
 // particular input.  Don't use a SCEVHandle here, or else the object will
 // never be deleted!
@@ -200,22 +207,17 @@ static ManagedStatic<std::map<std::pair<SCEV*, const Type*>,
                      SCEVTruncateExpr*> > SCEVTruncates;
 
 SCEVTruncateExpr::SCEVTruncateExpr(const SCEVHandle &op, const Type *ty)
-  : SCEV(scTruncate), Op(op), Ty(ty) {
-  assert(Op->getType()->isInteger() && Ty->isInteger() &&
+  : SCEVCastExpr(scTruncate, op, ty) {
+  assert((Op->getType()->isInteger() || isa<PointerType>(Op->getType())) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot truncate non-integer value!");
-  assert(Op->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > Ty->getPrimitiveSizeInBits()
-         && "This is not a truncating conversion!");
 }
 
 SCEVTruncateExpr::~SCEVTruncateExpr() {
   SCEVTruncates->erase(std::make_pair(Op, Ty));
 }
 
-ConstantRange SCEVTruncateExpr::getValueRange() const {
-  return getOperand()->getValueRange().truncate(getBitWidth());
-}
-
-void SCEVTruncateExpr::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVTruncateExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "(truncate " << *Op << " to " << *Ty << ")";
 }
 
@@ -226,22 +228,17 @@ static ManagedStatic<std::map<std::pair<SCEV*, const Type*>,
                      SCEVZeroExtendExpr*> > SCEVZeroExtends;
 
 SCEVZeroExtendExpr::SCEVZeroExtendExpr(const SCEVHandle &op, const Type *ty)
-  : SCEV(scZeroExtend), Op(op), Ty(ty) {
-  assert(Op->getType()->isInteger() && Ty->isInteger() &&
+  : SCEVCastExpr(scZeroExtend, op, ty) {
+  assert((Op->getType()->isInteger() || isa<PointerType>(Op->getType())) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot zero extend non-integer value!");
-  assert(Op->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < Ty->getPrimitiveSizeInBits()
-         && "This is not an extending conversion!");
 }
 
 SCEVZeroExtendExpr::~SCEVZeroExtendExpr() {
   SCEVZeroExtends->erase(std::make_pair(Op, Ty));
 }
 
-ConstantRange SCEVZeroExtendExpr::getValueRange() const {
-  return getOperand()->getValueRange().zeroExtend(getBitWidth());
-}
-
-void SCEVZeroExtendExpr::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVZeroExtendExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "(zeroextend " << *Op << " to " << *Ty << ")";
 }
 
@@ -252,22 +249,17 @@ static ManagedStatic<std::map<std::pair<SCEV*, const Type*>,
                      SCEVSignExtendExpr*> > SCEVSignExtends;
 
 SCEVSignExtendExpr::SCEVSignExtendExpr(const SCEVHandle &op, const Type *ty)
-  : SCEV(scSignExtend), Op(op), Ty(ty) {
-  assert(Op->getType()->isInteger() && Ty->isInteger() &&
+  : SCEVCastExpr(scSignExtend, op, ty) {
+  assert((Op->getType()->isInteger() || isa<PointerType>(Op->getType())) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot sign extend non-integer value!");
-  assert(Op->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < Ty->getPrimitiveSizeInBits()
-         && "This is not an extending conversion!");
 }
 
 SCEVSignExtendExpr::~SCEVSignExtendExpr() {
   SCEVSignExtends->erase(std::make_pair(Op, Ty));
 }
 
-ConstantRange SCEVSignExtendExpr::getValueRange() const {
-  return getOperand()->getValueRange().signExtend(getBitWidth());
-}
-
-void SCEVSignExtendExpr::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVSignExtendExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "(signextend " << *Op << " to " << *Ty << ")";
 }
 
@@ -283,7 +275,7 @@ SCEVCommutativeExpr::~SCEVCommutativeExpr() {
                                                          Operands.end())));
 }
 
-void SCEVCommutativeExpr::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVCommutativeExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   assert(Operands.size() > 1 && "This plus expr shouldn't exist!");
   const char *OpStr = getOperationStr();
   OS << "(" << *Operands[0];
@@ -294,9 +286,11 @@ void SCEVCommutativeExpr::print(std::ostream &OS) const {
 
 SCEVHandle SCEVCommutativeExpr::
 replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
-                                  const SCEVHandle &Conc) const {
+                                  const SCEVHandle &Conc,
+                                  ScalarEvolution &SE) const {
   for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    SCEVHandle H = getOperand(i)->replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc);
+    SCEVHandle H =
+      getOperand(i)->replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc, SE);
     if (H != getOperand(i)) {
       std::vector<SCEVHandle> NewOps;
       NewOps.reserve(getNumOperands());
@@ -305,12 +299,16 @@ replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
       NewOps.push_back(H);
       for (++i; i != e; ++i)
         NewOps.push_back(getOperand(i)->
-                         replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc));
+                         replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc, SE));
 
       if (isa<SCEVAddExpr>(this))
-        return SCEVAddExpr::get(NewOps);
+        return SE.getAddExpr(NewOps);
       else if (isa<SCEVMulExpr>(this))
-        return SCEVMulExpr::get(NewOps);
+        return SE.getMulExpr(NewOps);
+      else if (isa<SCEVSMaxExpr>(this))
+        return SE.getSMaxExpr(NewOps);
+      else if (isa<SCEVUMaxExpr>(this))
+        return SE.getUMaxExpr(NewOps);
       else
         assert(0 && "Unknown commutative expr!");
     }
@@ -318,22 +316,34 @@ replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
   return this;
 }
 
+bool SCEVCommutativeExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    if (!getOperand(i)->dominates(BB, DT))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
 
-// SCEVSDivs - Only allow the creation of one SCEVSDivExpr for any particular
+
+// SCEVUDivs - Only allow the creation of one SCEVUDivExpr for any particular
 // input.  Don't use a SCEVHandle here, or else the object will never be
 // deleted!
 static ManagedStatic<std::map<std::pair<SCEV*, SCEV*>, 
-                     SCEVSDivExpr*> > SCEVSDivs;
+                     SCEVUDivExpr*> > SCEVUDivs;
+
+SCEVUDivExpr::~SCEVUDivExpr() {
+  SCEVUDivs->erase(std::make_pair(LHS, RHS));
+}
 
-SCEVSDivExpr::~SCEVSDivExpr() {
-  SCEVSDivs->erase(std::make_pair(LHS, RHS));
+bool SCEVUDivExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  return LHS->dominates(BB, DT) && RHS->dominates(BB, DT);
 }
 
-void SCEVSDivExpr::print(std::ostream &OS) const {
-  OS << "(" << *LHS << " /s " << *RHS << ")";
+void SCEVUDivExpr::print(raw_ostream &OS) const {
+  OS << "(" << *LHS << " /u " << *RHS << ")";
 }
 
-const Type *SCEVSDivExpr::getType() const {
+const Type *SCEVUDivExpr::getType() const {
   return LHS->getType();
 }
 
@@ -349,11 +359,22 @@ SCEVAddRecExpr::~SCEVAddRecExpr() {
                                                            Operands.end())));
 }
 
+bool SCEVAddRecExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    if (!getOperand(i)->dominates(BB, DT))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+
 SCEVHandle SCEVAddRecExpr::
 replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
-                                  const SCEVHandle &Conc) const {
+                                  const SCEVHandle &Conc,
+                                  ScalarEvolution &SE) const {
   for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    SCEVHandle H = getOperand(i)->replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc);
+    SCEVHandle H =
+      getOperand(i)->replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc, SE);
     if (H != getOperand(i)) {
       std::vector<SCEVHandle> NewOps;
       NewOps.reserve(getNumOperands());
@@ -362,9 +383,9 @@ replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
       NewOps.push_back(H);
       for (++i; i != e; ++i)
         NewOps.push_back(getOperand(i)->
-                         replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc));
+                         replaceSymbolicValuesWithConcrete(Sym, Conc, SE));
 
-      return get(NewOps, L);
+      return SE.getAddRecExpr(NewOps, L);
     }
   }
   return this;
@@ -379,7 +400,7 @@ bool SCEVAddRecExpr::isLoopInvariant(const Loop *QueryLoop) const {
 }
 
 
-void SCEVAddRecExpr::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVAddRecExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "{" << *Operands[0];
   for (unsigned i = 1, e = Operands.size(); i != e; ++i)
     OS << ",+," << *Operands[i];
@@ -401,12 +422,22 @@ bool SCEVUnknown::isLoopInvariant(const Loop *L) const {
   return true;
 }
 
+bool SCEVUnknown::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(getValue()))
+    return DT->dominates(I->getParent(), BB);
+  return true;
+}
+
 const Type *SCEVUnknown::getType() const {
   return V->getType();
 }
 
-void SCEVUnknown::print(std::ostream &OS) const {
+void SCEVUnknown::print(raw_ostream &OS) const {
+  if (isa<PointerType>(V->getType()))
+    OS << "(ptrtoint " << *V->getType() << " ";
   WriteAsOperand(OS, V, false);
+  if (isa<PointerType>(V->getType()))
+    OS << " to iPTR)";
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -418,7 +449,7 @@ namespace {
   /// than the complexity of the RHS.  This comparator is used to canonicalize
   /// expressions.
   struct VISIBILITY_HIDDEN SCEVComplexityCompare {
-    bool operator()(SCEV *LHS, SCEV *RHS) {
+    bool operator()(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
       return LHS->getSCEVType() < RHS->getSCEVType();
     }
   };
@@ -439,7 +470,7 @@ static void GroupByComplexity(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   if (Ops.size() == 2) {
     // This is the common case, which also happens to be trivially simple.
     // Special case it.
-    if (Ops[0]->getSCEVType() > Ops[1]->getSCEVType())
+    if (SCEVComplexityCompare()(Ops[1], Ops[0]))
       std::swap(Ops[0], Ops[1]);
     return;
   }
@@ -474,110 +505,152 @@ static void GroupByComplexity(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
 //                      Simple SCEV method implementations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// getIntegerSCEV - Given an integer or FP type, create a constant for the
-/// specified signed integer value and return a SCEV for the constant.
-SCEVHandle SCEVUnknown::getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty) {
-  Constant *C;
-  if (Val == 0)
-    C = Constant::getNullValue(Ty);
-  else if (Ty->isFloatingPoint())
-    C = ConstantFP::get(Ty, Val);
-  else 
-    C = ConstantInt::get(Ty, Val);
-  return SCEVUnknown::get(C);
-}
-
-SCEVHandle SCEVUnknown::getIntegerSCEV(const APInt& Val) {
-  return SCEVUnknown::get(ConstantInt::get(Val));
-}
-
-/// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
-/// input value to the specified type.  If the type must be extended, it is zero
-/// extended.
-static SCEVHandle getTruncateOrZeroExtend(const SCEVHandle &V, const Type *Ty) {
-  const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert(SrcTy->isInteger() && Ty->isInteger() &&
-         "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
-  if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() == Ty->getPrimitiveSizeInBits())
-    return V;  // No conversion
-  if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() > Ty->getPrimitiveSizeInBits())
-    return SCEVTruncateExpr::get(V, Ty);
-  return SCEVZeroExtendExpr::get(V, Ty);
-}
-
-/// getNegativeSCEV - Return a SCEV corresponding to -V = -1*V
-///
-SCEVHandle SCEV::getNegativeSCEV(const SCEVHandle &V) {
-  if (SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
-    return SCEVUnknown::get(ConstantExpr::getNeg(VC->getValue()));
-
-  return SCEVMulExpr::get(V, SCEVUnknown::getIntegerSCEV(-1, V->getType()));
-}
-
-/// getMinusSCEV - Return a SCEV corresponding to LHS - RHS.
-///
-SCEVHandle SCEV::getMinusSCEV(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
-  // X - Y --> X + -Y
-  return SCEVAddExpr::get(LHS, SCEV::getNegativeSCEV(RHS));
-}
+/// BinomialCoefficient - Compute BC(It, K).  The result has width W.
+// Assume, K > 0.
+static SCEVHandle BinomialCoefficient(SCEVHandle It, unsigned K,
+                                      ScalarEvolution &SE,
+                                      const Type* ResultTy) {
+  // Handle the simplest case efficiently.
+  if (K == 1)
+    return SE.getTruncateOrZeroExtend(It, ResultTy);
 
+  // We are using the following formula for BC(It, K):
+  //
+  //   BC(It, K) = (It * (It - 1) * ... * (It - K + 1)) / K!
+  //
+  // Suppose, W is the bitwidth of the return value.  We must be prepared for
+  // overflow.  Hence, we must assure that the result of our computation is
+  // equal to the accurate one modulo 2^W.  Unfortunately, division isn't
+  // safe in modular arithmetic.
+  //
+  // However, this code doesn't use exactly that formula; the formula it uses
+  // is something like the following, where T is the number of factors of 2 in 
+  // K! (i.e. trailing zeros in the binary representation of K!), and ^ is
+  // exponentiation:
+  //
+  //   BC(It, K) = (It * (It - 1) * ... * (It - K + 1)) / 2^T / (K! / 2^T)
+  //
+  // This formula is trivially equivalent to the previous formula.  However,
+  // this formula can be implemented much more efficiently.  The trick is that
+  // K! / 2^T is odd, and exact division by an odd number *is* safe in modular
+  // arithmetic.  To do exact division in modular arithmetic, all we have
+  // to do is multiply by the inverse.  Therefore, this step can be done at
+  // width W.
+  // 
+  // The next issue is how to safely do the division by 2^T.  The way this
+  // is done is by doing the multiplication step at a width of at least W + T
+  // bits.  This way, the bottom W+T bits of the product are accurate. Then,
+  // when we perform the division by 2^T (which is equivalent to a right shift
+  // by T), the bottom W bits are accurate.  Extra bits are okay; they'll get
+  // truncated out after the division by 2^T.
+  //
+  // In comparison to just directly using the first formula, this technique
+  // is much more efficient; using the first formula requires W * K bits,
+  // but this formula less than W + K bits. Also, the first formula requires
+  // a division step, whereas this formula only requires multiplies and shifts.
+  //
+  // It doesn't matter whether the subtraction step is done in the calculation
+  // width or the input iteration count's width; if the subtraction overflows,
+  // the result must be zero anyway.  We prefer here to do it in the width of
+  // the induction variable because it helps a lot for certain cases; CodeGen
+  // isn't smart enough to ignore the overflow, which leads to much less
+  // efficient code if the width of the subtraction is wider than the native
+  // register width.
+  //
+  // (It's possible to not widen at all by pulling out factors of 2 before
+  // the multiplication; for example, K=2 can be calculated as
+  // It/2*(It+(It*INT_MIN/INT_MIN)+-1). However, it requires
+  // extra arithmetic, so it's not an obvious win, and it gets
+  // much more complicated for K > 3.)
+
+  // Protection from insane SCEVs; this bound is conservative,
+  // but it probably doesn't matter.
+  if (K > 1000)
+    return SE.getCouldNotCompute();
+
+  unsigned W = SE.getTypeSizeInBits(ResultTy);
+
+  // Calculate K! / 2^T and T; we divide out the factors of two before
+  // multiplying for calculating K! / 2^T to avoid overflow.
+  // Other overflow doesn't matter because we only care about the bottom
+  // W bits of the result.
+  APInt OddFactorial(W, 1);
+  unsigned T = 1;
+  for (unsigned i = 3; i <= K; ++i) {
+    APInt Mult(W, i);
+    unsigned TwoFactors = Mult.countTrailingZeros();
+    T += TwoFactors;
+    Mult = Mult.lshr(TwoFactors);
+    OddFactorial *= Mult;
+  }
 
-/// PartialFact - Compute V!/(V-NumSteps)!
-static SCEVHandle PartialFact(SCEVHandle V, unsigned NumSteps) {
-  // Handle this case efficiently, it is common to have constant iteration
-  // counts while computing loop exit values.
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
-    const APInt& Val = SC->getValue()->getValue();
-    APInt Result(Val.getBitWidth(), 1);
-    for (; NumSteps; --NumSteps)
-      Result *= Val-(NumSteps-1);
-    return SCEVUnknown::get(ConstantInt::get(Result));
+  // We need at least W + T bits for the multiplication step
+  unsigned CalculationBits = W + T;
+
+  // Calcuate 2^T, at width T+W.
+  APInt DivFactor = APInt(CalculationBits, 1).shl(T);
+
+  // Calculate the multiplicative inverse of K! / 2^T;
+  // this multiplication factor will perform the exact division by
+  // K! / 2^T.
+  APInt Mod = APInt::getSignedMinValue(W+1);
+  APInt MultiplyFactor = OddFactorial.zext(W+1);
+  MultiplyFactor = MultiplyFactor.multiplicativeInverse(Mod);
+  MultiplyFactor = MultiplyFactor.trunc(W);
+
+  // Calculate the product, at width T+W
+  const IntegerType *CalculationTy = IntegerType::get(CalculationBits);
+  SCEVHandle Dividend = SE.getTruncateOrZeroExtend(It, CalculationTy);
+  for (unsigned i = 1; i != K; ++i) {
+    SCEVHandle S = SE.getMinusSCEV(It, SE.getIntegerSCEV(i, It->getType()));
+    Dividend = SE.getMulExpr(Dividend,
+                             SE.getTruncateOrZeroExtend(S, CalculationTy));
   }
 
-  const Type *Ty = V->getType();
-  if (NumSteps == 0)
-    return SCEVUnknown::getIntegerSCEV(1, Ty);
+  // Divide by 2^T
+  SCEVHandle DivResult = SE.getUDivExpr(Dividend, SE.getConstant(DivFactor));
 
-  SCEVHandle Result = V;
-  for (unsigned i = 1; i != NumSteps; ++i)
-    Result = SCEVMulExpr::get(Result, SCEV::getMinusSCEV(V,
-                                          SCEVUnknown::getIntegerSCEV(i, Ty)));
-  return Result;
-}
+  // Truncate the result, and divide by K! / 2^T.
 
+  return SE.getMulExpr(SE.getConstant(MultiplyFactor),
+                       SE.getTruncateOrZeroExtend(DivResult, ResultTy));
+}
 
 /// evaluateAtIteration - Return the value of this chain of recurrences at
 /// the specified iteration number.  We can evaluate this recurrence by
 /// multiplying each element in the chain by the binomial coefficient
 /// corresponding to it.  In other words, we can evaluate {A,+,B,+,C,+,D} as:
 ///
-///   A*choose(It, 0) + B*choose(It, 1) + C*choose(It, 2) + D*choose(It, 3)
+///   A*BC(It, 0) + B*BC(It, 1) + C*BC(It, 2) + D*BC(It, 3)
 ///
-/// FIXME/VERIFY: I don't trust that this is correct in the face of overflow.
-/// Is the binomial equation safe using modular arithmetic??
+/// where BC(It, k) stands for binomial coefficient.
 ///
-SCEVHandle SCEVAddRecExpr::evaluateAtIteration(SCEVHandle It) const {
+SCEVHandle SCEVAddRecExpr::evaluateAtIteration(SCEVHandle It,
+                                               ScalarEvolution &SE) const {
   SCEVHandle Result = getStart();
-  int Divisor = 1;
-  const Type *Ty = It->getType();
   for (unsigned i = 1, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    SCEVHandle BC = PartialFact(It, i);
-    Divisor *= i;
-    SCEVHandle Val = SCEVSDivExpr::get(SCEVMulExpr::get(BC, getOperand(i)),
-                                       SCEVUnknown::getIntegerSCEV(Divisor,Ty));
-    Result = SCEVAddExpr::get(Result, Val);
+    // The computation is correct in the face of overflow provided that the
+    // multiplication is performed _after_ the evaluation of the binomial
+    // coefficient.
+    SCEVHandle Coeff = BinomialCoefficient(It, i, SE, getType());
+    if (isa<SCEVCouldNotCompute>(Coeff))
+      return Coeff;
+
+    Result = SE.getAddExpr(Result, SE.getMulExpr(getOperand(i), Coeff));
   }
   return Result;
 }
 
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                    SCEV Expression folder implementations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-SCEVHandle SCEVTruncateExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getTruncateExpr(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
+  assert(getTypeSizeInBits(Op->getType()) > getTypeSizeInBits(Ty) &&
+         "This is not a truncating conversion!");
+
   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Op))
-    return SCEVUnknown::get(
+    return getUnknown(
         ConstantExpr::getTrunc(SC->getValue(), Ty));
 
   // If the input value is a chrec scev made out of constants, truncate
@@ -587,11 +660,11 @@ SCEVHandle SCEVTruncateExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
     for (unsigned i = 0, e = AddRec->getNumOperands(); i != e; ++i)
       // FIXME: This should allow truncation of other expression types!
       if (isa<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(i)))
-        Operands.push_back(get(AddRec->getOperand(i), Ty));
+        Operands.push_back(getTruncateExpr(AddRec->getOperand(i), Ty));
       else
         break;
     if (Operands.size() == AddRec->getNumOperands())
-      return SCEVAddRecExpr::get(Operands, AddRec->getLoop());
+      return getAddRecExpr(Operands, AddRec->getLoop());
   }
 
   SCEVTruncateExpr *&Result = (*SCEVTruncates)[std::make_pair(Op, Ty)];
@@ -599,10 +672,17 @@ SCEVHandle SCEVTruncateExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
   return Result;
 }
 
-SCEVHandle SCEVZeroExtendExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Op))
-    return SCEVUnknown::get(
-        ConstantExpr::getZExt(SC->getValue(), Ty));
+SCEVHandle ScalarEvolution::getZeroExtendExpr(const SCEVHandle &Op,
+                                              const Type *Ty) {
+  assert(getTypeSizeInBits(Op->getType()) < getTypeSizeInBits(Ty) &&
+         "This is not an extending conversion!");
+
+  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Op)) {
+    const Type *IntTy = getEffectiveSCEVType(Ty);
+    Constant *C = ConstantExpr::getZExt(SC->getValue(), IntTy);
+    if (IntTy != Ty) C = ConstantExpr::getIntToPtr(C, Ty);
+    return getUnknown(C);
+  }
 
   // FIXME: If the input value is a chrec scev, and we can prove that the value
   // did not overflow the old, smaller, value, we can zero extend all of the
@@ -614,10 +694,16 @@ SCEVHandle SCEVZeroExtendExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
   return Result;
 }
 
-SCEVHandle SCEVSignExtendExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Op))
-    return SCEVUnknown::get(
-        ConstantExpr::getSExt(SC->getValue(), Ty));
+SCEVHandle ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
+  assert(getTypeSizeInBits(Op->getType()) < getTypeSizeInBits(Ty) &&
+         "This is not an extending conversion!");
+
+  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Op)) {
+    const Type *IntTy = getEffectiveSCEVType(Ty);
+    Constant *C = ConstantExpr::getSExt(SC->getValue(), IntTy);
+    if (IntTy != Ty) C = ConstantExpr::getIntToPtr(C, Ty);
+    return getUnknown(C);
+  }
 
   // FIXME: If the input value is a chrec scev, and we can prove that the value
   // did not overflow the old, smaller, value, we can sign extend all of the
@@ -630,7 +716,7 @@ SCEVHandle SCEVSignExtendExpr::get(const SCEVHandle &Op, const Type *Ty) {
 }
 
 // get - Get a canonical add expression, or something simpler if possible.
-SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getAddExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty add!");
   if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
 
@@ -644,19 +730,12 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
     assert(Idx < Ops.size());
     while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      Constant *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() + 
-                                        RHSC->getValue()->getValue());
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Fold)) {
-        Ops[0] = SCEVConstant::get(CI);
-        Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
-        if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
-        LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
-      } else {
-        // If we couldn't fold the expression, move to the next constant.  Note
-        // that this is impossible to happen in practice because we always
-        // constant fold constant ints to constant ints.
-        ++Idx;
-      }
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() + 
+                                           RHSC->getValue()->getValue());
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
     }
 
     // If we are left with a constant zero being added, strip it off.
@@ -676,17 +755,20 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
     if (Ops[i] == Ops[i+1]) {      //  X + Y + Y  -->  X + Y*2
       // Found a match, merge the two values into a multiply, and add any
       // remaining values to the result.
-      SCEVHandle Two = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(2, Ty);
-      SCEVHandle Mul = SCEVMulExpr::get(Ops[i], Two);
+      SCEVHandle Two = getIntegerSCEV(2, Ty);
+      SCEVHandle Mul = getMulExpr(Ops[i], Two);
       if (Ops.size() == 2)
         return Mul;
       Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+2);
       Ops.push_back(Mul);
-      return SCEVAddExpr::get(Ops);
+      return getAddExpr(Ops);
     }
 
-  // Okay, now we know the first non-constant operand.  If there are add
-  // operands they would be next.
+  // Now we know the first non-constant operand.  Skip past any cast SCEVs.
+  while (Idx < Ops.size() && Ops[Idx]->getSCEVType() < scAddExpr)
+    ++Idx;
+
+  // If there are add operands they would be next.
   if (Idx < Ops.size()) {
     bool DeletedAdd = false;
     while (SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Ops[Idx])) {
@@ -701,7 +783,7 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
     // and they are not necessarily sorted.  Recurse to resort and resimplify
     // any operands we just aquired.
     if (DeletedAdd)
-      return get(Ops);
+      return getAddExpr(Ops);
   }
 
   // Skip over the add expression until we get to a multiply.
@@ -724,11 +806,11 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
             // Y*Z term.
             std::vector<SCEVHandle> MulOps(Mul->op_begin(), Mul->op_end());
             MulOps.erase(MulOps.begin()+MulOp);
-            InnerMul = SCEVMulExpr::get(MulOps);
+            InnerMul = getMulExpr(MulOps);
           }
-          SCEVHandle One = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(1, Ty);
-          SCEVHandle AddOne = SCEVAddExpr::get(InnerMul, One);
-          SCEVHandle OuterMul = SCEVMulExpr::get(AddOne, Ops[AddOp]);
+          SCEVHandle One = getIntegerSCEV(1, Ty);
+          SCEVHandle AddOne = getAddExpr(InnerMul, One);
+          SCEVHandle OuterMul = getMulExpr(AddOne, Ops[AddOp]);
           if (Ops.size() == 2) return OuterMul;
           if (AddOp < Idx) {
             Ops.erase(Ops.begin()+AddOp);
@@ -738,7 +820,7 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
             Ops.erase(Ops.begin()+AddOp-1);
           }
           Ops.push_back(OuterMul);
-          return SCEVAddExpr::get(Ops);
+          return getAddExpr(Ops);
         }
 
       // Check this multiply against other multiplies being added together.
@@ -756,22 +838,22 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
             if (Mul->getNumOperands() != 2) {
               std::vector<SCEVHandle> MulOps(Mul->op_begin(), Mul->op_end());
               MulOps.erase(MulOps.begin()+MulOp);
-              InnerMul1 = SCEVMulExpr::get(MulOps);
+              InnerMul1 = getMulExpr(MulOps);
             }
             SCEVHandle InnerMul2 = OtherMul->getOperand(OMulOp == 0);
             if (OtherMul->getNumOperands() != 2) {
               std::vector<SCEVHandle> MulOps(OtherMul->op_begin(),
                                              OtherMul->op_end());
               MulOps.erase(MulOps.begin()+OMulOp);
-              InnerMul2 = SCEVMulExpr::get(MulOps);
+              InnerMul2 = getMulExpr(MulOps);
             }
-            SCEVHandle InnerMulSum = SCEVAddExpr::get(InnerMul1,InnerMul2);
-            SCEVHandle OuterMul = SCEVMulExpr::get(MulOpSCEV, InnerMulSum);
+            SCEVHandle InnerMulSum = getAddExpr(InnerMul1,InnerMul2);
+            SCEVHandle OuterMul = getMulExpr(MulOpSCEV, InnerMulSum);
             if (Ops.size() == 2) return OuterMul;
             Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
             Ops.erase(Ops.begin()+OtherMulIdx-1);
             Ops.push_back(OuterMul);
-            return SCEVAddExpr::get(Ops);
+            return getAddExpr(Ops);
           }
       }
     }
@@ -798,13 +880,13 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
 
     // If we found some loop invariants, fold them into the recurrence.
     if (!LIOps.empty()) {
-      //  NLI + LI + { Start,+,Step}  -->  NLI + { LI+Start,+,Step }
+      //  NLI + LI + {Start,+,Step}  -->  NLI + {LI+Start,+,Step}
       LIOps.push_back(AddRec->getStart());
 
       std::vector<SCEVHandle> AddRecOps(AddRec->op_begin(), AddRec->op_end());
-      AddRecOps[0] = SCEVAddExpr::get(LIOps);
+      AddRecOps[0] = getAddExpr(LIOps);
 
-      SCEVHandle NewRec = SCEVAddRecExpr::get(AddRecOps, AddRec->getLoop());
+      SCEVHandle NewRec = getAddRecExpr(AddRecOps, AddRec->getLoop());
       // If all of the other operands were loop invariant, we are done.
       if (Ops.size() == 1) return NewRec;
 
@@ -814,7 +896,7 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
           Ops[i] = NewRec;
           break;
         }
-      return SCEVAddExpr::get(Ops);
+      return getAddExpr(Ops);
     }
 
     // Okay, if there weren't any loop invariants to be folded, check to see if
@@ -833,16 +915,16 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
                             OtherAddRec->op_end());
               break;
             }
-            NewOps[i] = SCEVAddExpr::get(NewOps[i], OtherAddRec->getOperand(i));
+            NewOps[i] = getAddExpr(NewOps[i], OtherAddRec->getOperand(i));
           }
-          SCEVHandle NewAddRec = SCEVAddRecExpr::get(NewOps, AddRec->getLoop());
+          SCEVHandle NewAddRec = getAddRecExpr(NewOps, AddRec->getLoop());
 
           if (Ops.size() == 2) return NewAddRec;
 
           Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
           Ops.erase(Ops.begin()+OtherIdx-1);
           Ops.push_back(NewAddRec);
-          return SCEVAddExpr::get(Ops);
+          return getAddExpr(Ops);
         }
       }
 
@@ -860,7 +942,7 @@ SCEVHandle SCEVAddExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
 }
 
 
-SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getMulExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty mul!");
 
   // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
@@ -875,26 +957,19 @@ SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
       if (SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Ops[1]))
         if (Add->getNumOperands() == 2 &&
             isa<SCEVConstant>(Add->getOperand(0)))
-          return SCEVAddExpr::get(SCEVMulExpr::get(LHSC, Add->getOperand(0)),
-                                  SCEVMulExpr::get(LHSC, Add->getOperand(1)));
+          return getAddExpr(getMulExpr(LHSC, Add->getOperand(0)),
+                            getMulExpr(LHSC, Add->getOperand(1)));
 
 
     ++Idx;
     while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      Constant *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() * 
-                                        RHSC->getValue()->getValue());
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Fold)) {
-        Ops[0] = SCEVConstant::get(CI);
-        Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
-        if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
-        LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
-      } else {
-        // If we couldn't fold the expression, move to the next constant.  Note
-        // that this is impossible to happen in practice because we always
-        // constant fold constant ints to constant ints.
-        ++Idx;
-      }
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() * 
+                                           RHSC->getValue()->getValue());
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
     }
 
     // If we are left with a constant one being multiplied, strip it off.
@@ -929,7 +1004,7 @@ SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
     // and they are not necessarily sorted.  Recurse to resort and resimplify
     // any operands we just aquired.
     if (DeletedMul)
-      return get(Ops);
+      return getMulExpr(Ops);
   }
 
   // If there are any add recurrences in the operands list, see if any other
@@ -953,22 +1028,22 @@ SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
 
     // If we found some loop invariants, fold them into the recurrence.
     if (!LIOps.empty()) {
-      //  NLI * LI * { Start,+,Step}  -->  NLI * { LI*Start,+,LI*Step }
+      //  NLI * LI * {Start,+,Step}  -->  NLI * {LI*Start,+,LI*Step}
       std::vector<SCEVHandle> NewOps;
       NewOps.reserve(AddRec->getNumOperands());
       if (LIOps.size() == 1) {
         SCEV *Scale = LIOps[0];
         for (unsigned i = 0, e = AddRec->getNumOperands(); i != e; ++i)
-          NewOps.push_back(SCEVMulExpr::get(Scale, AddRec->getOperand(i)));
+          NewOps.push_back(getMulExpr(Scale, AddRec->getOperand(i)));
       } else {
         for (unsigned i = 0, e = AddRec->getNumOperands(); i != e; ++i) {
           std::vector<SCEVHandle> MulOps(LIOps);
           MulOps.push_back(AddRec->getOperand(i));
-          NewOps.push_back(SCEVMulExpr::get(MulOps));
+          NewOps.push_back(getMulExpr(MulOps));
         }
       }
 
-      SCEVHandle NewRec = SCEVAddRecExpr::get(NewOps, AddRec->getLoop());
+      SCEVHandle NewRec = getAddRecExpr(NewOps, AddRec->getLoop());
 
       // If all of the other operands were loop invariant, we are done.
       if (Ops.size() == 1) return NewRec;
@@ -979,7 +1054,7 @@ SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
           Ops[i] = NewRec;
           break;
         }
-      return SCEVMulExpr::get(Ops);
+      return getMulExpr(Ops);
     }
 
     // Okay, if there weren't any loop invariants to be folded, check to see if
@@ -992,21 +1067,21 @@ SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
         if (AddRec->getLoop() == OtherAddRec->getLoop()) {
           // F * G  -->  {A,+,B} * {C,+,D}  -->  {A*C,+,F*D + G*B + B*D}
           SCEVAddRecExpr *F = AddRec, *G = OtherAddRec;
-          SCEVHandle NewStart = SCEVMulExpr::get(F->getStart(),
+          SCEVHandle NewStart = getMulExpr(F->getStart(),
                                                  G->getStart());
-          SCEVHandle B = F->getStepRecurrence();
-          SCEVHandle D = G->getStepRecurrence();
-          SCEVHandle NewStep = SCEVAddExpr::get(SCEVMulExpr::get(F, D),
-                                                SCEVMulExpr::get(G, B),
-                                                SCEVMulExpr::get(B, D));
-          SCEVHandle NewAddRec = SCEVAddRecExpr::get(NewStart, NewStep,
-                                                     F->getLoop());
+          SCEVHandle B = F->getStepRecurrence(*this);
+          SCEVHandle D = G->getStepRecurrence(*this);
+          SCEVHandle NewStep = getAddExpr(getMulExpr(F, D),
+                                          getMulExpr(G, B),
+                                          getMulExpr(B, D));
+          SCEVHandle NewAddRec = getAddRecExpr(NewStart, NewStep,
+                                               F->getLoop());
           if (Ops.size() == 2) return NewAddRec;
 
           Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
           Ops.erase(Ops.begin()+OtherIdx-1);
           Ops.push_back(NewAddRec);
-          return SCEVMulExpr::get(Ops);
+          return getMulExpr(Ops);
         }
       }
 
@@ -1024,31 +1099,29 @@ SCEVHandle SCEVMulExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   return Result;
 }
 
-SCEVHandle SCEVSDivExpr::get(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
   if (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
     if (RHSC->getValue()->equalsInt(1))
-      return LHS;                            // X sdiv 1 --> x
-    if (RHSC->getValue()->isAllOnesValue())
-      return SCEV::getNegativeSCEV(LHS);           // X sdiv -1  -->  -x
+      return LHS;                            // X udiv 1 --> x
 
     if (SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS)) {
       Constant *LHSCV = LHSC->getValue();
       Constant *RHSCV = RHSC->getValue();
-      return SCEVUnknown::get(ConstantExpr::getSDiv(LHSCV, RHSCV));
+      return getUnknown(ConstantExpr::getUDiv(LHSCV, RHSCV));
     }
   }
 
   // FIXME: implement folding of (X*4)/4 when we know X*4 doesn't overflow.
 
-  SCEVSDivExpr *&Result = (*SCEVSDivs)[std::make_pair(LHS, RHS)];
-  if (Result == 0) Result = new SCEVSDivExpr(LHS, RHS);
+  SCEVUDivExpr *&Result = (*SCEVUDivs)[std::make_pair(LHS, RHS)];
+  if (Result == 0) Result = new SCEVUDivExpr(LHS, RHS);
   return Result;
 }
 
 
 /// SCEVAddRecExpr::get - Get a add recurrence expression for the
 /// specified loop.  Simplify the expression as much as possible.
-SCEVHandle SCEVAddRecExpr::get(const SCEVHandle &Start,
+SCEVHandle ScalarEvolution::getAddRecExpr(const SCEVHandle &Start,
                                const SCEVHandle &Step, const Loop *L) {
   std::vector<SCEVHandle> Operands;
   Operands.push_back(Start);
@@ -1056,24 +1129,36 @@ SCEVHandle SCEVAddRecExpr::get(const SCEVHandle &Start,
     if (StepChrec->getLoop() == L) {
       Operands.insert(Operands.end(), StepChrec->op_begin(),
                       StepChrec->op_end());
-      return get(Operands, L);
+      return getAddRecExpr(Operands, L);
     }
 
   Operands.push_back(Step);
-  return get(Operands, L);
+  return getAddRecExpr(Operands, L);
 }
 
 /// SCEVAddRecExpr::get - Get a add recurrence expression for the
 /// specified loop.  Simplify the expression as much as possible.
-SCEVHandle SCEVAddRecExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Operands,
+SCEVHandle ScalarEvolution::getAddRecExpr(std::vector<SCEVHandle> &Operands,
                                const Loop *L) {
   if (Operands.size() == 1) return Operands[0];
 
-  if (SCEVConstant *StepC = dyn_cast<SCEVConstant>(Operands.back()))
-    if (StepC->getValue()->isZero()) {
-      Operands.pop_back();
-      return get(Operands, L);             // { X,+,0 }  -->  X
+  if (Operands.back()->isZero()) {
+    Operands.pop_back();
+    return getAddRecExpr(Operands, L);             // {X,+,0}  -->  X
+  }
+
+  // Canonicalize nested AddRecs in by nesting them in order of loop depth.
+  if (SCEVAddRecExpr *NestedAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Operands[0])) {
+    const Loop* NestedLoop = NestedAR->getLoop();
+    if (L->getLoopDepth() < NestedLoop->getLoopDepth()) {
+      std::vector<SCEVHandle> NestedOperands(NestedAR->op_begin(),
+                                             NestedAR->op_end());
+      SCEVHandle NestedARHandle(NestedAR);
+      Operands[0] = NestedAR->getStart();
+      NestedOperands[0] = getAddRecExpr(Operands, L);
+      return getAddRecExpr(NestedOperands, NestedLoop);
     }
+  }
 
   SCEVAddRecExpr *&Result =
     (*SCEVAddRecExprs)[std::make_pair(L, std::vector<SCEV*>(Operands.begin(),
@@ -1082,15 +1167,176 @@ SCEVHandle SCEVAddRecExpr::get(std::vector<SCEVHandle> &Operands,
   return Result;
 }
 
-SCEVHandle SCEVUnknown::get(Value *V) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getSMaxExpr(const SCEVHandle &LHS,
+                                        const SCEVHandle &RHS) {
+  std::vector<SCEVHandle> Ops;
+  Ops.push_back(LHS);
+  Ops.push_back(RHS);
+  return getSMaxExpr(Ops);
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getSMaxExpr(std::vector<SCEVHandle> Ops) {
+  assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty smax!");
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
+  GroupByComplexity(Ops);
+
+  // If there are any constants, fold them together.
+  unsigned Idx = 0;
+  if (SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[0])) {
+    ++Idx;
+    assert(Idx < Ops.size());
+    while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
+      // We found two constants, fold them together!
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(
+                              APIntOps::smax(LHSC->getValue()->getValue(),
+                                             RHSC->getValue()->getValue()));
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
+    }
+
+    // If we are left with a constant -inf, strip it off.
+    if (cast<SCEVConstant>(Ops[0])->getValue()->isMinValue(true)) {
+      Ops.erase(Ops.begin());
+      --Idx;
+    }
+  }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Find the first SMax
+  while (Idx < Ops.size() && Ops[Idx]->getSCEVType() < scSMaxExpr)
+    ++Idx;
+
+  // Check to see if one of the operands is an SMax. If so, expand its operands
+  // onto our operand list, and recurse to simplify.
+  if (Idx < Ops.size()) {
+    bool DeletedSMax = false;
+    while (SCEVSMaxExpr *SMax = dyn_cast<SCEVSMaxExpr>(Ops[Idx])) {
+      Ops.insert(Ops.end(), SMax->op_begin(), SMax->op_end());
+      Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
+      DeletedSMax = true;
+    }
+
+    if (DeletedSMax)
+      return getSMaxExpr(Ops);
+  }
+
+  // Okay, check to see if the same value occurs in the operand list twice.  If
+  // so, delete one.  Since we sorted the list, these values are required to
+  // be adjacent.
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size()-1; i != e; ++i)
+    if (Ops[i] == Ops[i+1]) {      //  X smax Y smax Y  -->  X smax Y
+      Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+1);
+      --i; --e;
+    }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  assert(!Ops.empty() && "Reduced smax down to nothing!");
+
+  // Okay, it looks like we really DO need an smax expr.  Check to see if we
+  // already have one, otherwise create a new one.
+  std::vector<SCEV*> SCEVOps(Ops.begin(), Ops.end());
+  SCEVCommutativeExpr *&Result = (*SCEVCommExprs)[std::make_pair(scSMaxExpr,
+                                                                 SCEVOps)];
+  if (Result == 0) Result = new SCEVSMaxExpr(Ops);
+  return Result;
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUMaxExpr(const SCEVHandle &LHS,
+                                        const SCEVHandle &RHS) {
+  std::vector<SCEVHandle> Ops;
+  Ops.push_back(LHS);
+  Ops.push_back(RHS);
+  return getUMaxExpr(Ops);
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUMaxExpr(std::vector<SCEVHandle> Ops) {
+  assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty umax!");
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
+  GroupByComplexity(Ops);
+
+  // If there are any constants, fold them together.
+  unsigned Idx = 0;
+  if (SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[0])) {
+    ++Idx;
+    assert(Idx < Ops.size());
+    while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
+      // We found two constants, fold them together!
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(
+                              APIntOps::umax(LHSC->getValue()->getValue(),
+                                             RHSC->getValue()->getValue()));
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
+    }
+
+    // If we are left with a constant zero, strip it off.
+    if (cast<SCEVConstant>(Ops[0])->getValue()->isMinValue(false)) {
+      Ops.erase(Ops.begin());
+      --Idx;
+    }
+  }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Find the first UMax
+  while (Idx < Ops.size() && Ops[Idx]->getSCEVType() < scUMaxExpr)
+    ++Idx;
+
+  // Check to see if one of the operands is a UMax. If so, expand its operands
+  // onto our operand list, and recurse to simplify.
+  if (Idx < Ops.size()) {
+    bool DeletedUMax = false;
+    while (SCEVUMaxExpr *UMax = dyn_cast<SCEVUMaxExpr>(Ops[Idx])) {
+      Ops.insert(Ops.end(), UMax->op_begin(), UMax->op_end());
+      Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
+      DeletedUMax = true;
+    }
+
+    if (DeletedUMax)
+      return getUMaxExpr(Ops);
+  }
+
+  // Okay, check to see if the same value occurs in the operand list twice.  If
+  // so, delete one.  Since we sorted the list, these values are required to
+  // be adjacent.
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size()-1; i != e; ++i)
+    if (Ops[i] == Ops[i+1]) {      //  X umax Y umax Y  -->  X umax Y
+      Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+1);
+      --i; --e;
+    }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  assert(!Ops.empty() && "Reduced umax down to nothing!");
+
+  // Okay, it looks like we really DO need a umax expr.  Check to see if we
+  // already have one, otherwise create a new one.
+  std::vector<SCEV*> SCEVOps(Ops.begin(), Ops.end());
+  SCEVCommutativeExpr *&Result = (*SCEVCommExprs)[std::make_pair(scUMaxExpr,
+                                                                 SCEVOps)];
+  if (Result == 0) Result = new SCEVUMaxExpr(Ops);
+  return Result;
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUnknown(Value *V) {
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
-    return SCEVConstant::get(CI);
+    return getConstant(CI);
+  if (isa<ConstantPointerNull>(V))
+    return getIntegerSCEV(0, V->getType());
   SCEVUnknown *&Result = (*SCEVUnknowns)[V];
   if (Result == 0) Result = new SCEVUnknown(V);
   return Result;
 }
 
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //             ScalarEvolutionsImpl Definition and Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -1100,6 +1346,9 @@ SCEVHandle SCEVUnknown::get(Value *V) {
 ///
 namespace {
   struct VISIBILITY_HIDDEN ScalarEvolutionsImpl {
+    /// SE - A reference to the public ScalarEvolution object.
+    ScalarEvolution &SE;
+
     /// F - The function we are analyzing.
     ///
     Function &F;
@@ -1108,6 +1357,10 @@ namespace {
     ///
     LoopInfo &LI;
 
+    /// TD - The target data information for the target we are targetting.
+    ///
+    TargetData *TD;
+
     /// UnknownValue - This SCEV is used to represent unknown trip counts and
     /// things.
     SCEVHandle UnknownValue;
@@ -1116,9 +1369,9 @@ namespace {
     ///
     std::map<Value*, SCEVHandle> Scalars;
 
-    /// IterationCounts - Cache the iteration count of the loops for this
-    /// function as they are computed.
-    std::map<const Loop*, SCEVHandle> IterationCounts;
+    /// BackedgeTakenCounts - Cache the backedge-taken count of the loops for
+    /// this function as they are computed.
+    std::map<const Loop*, SCEVHandle> BackedgeTakenCounts;
 
     /// ConstantEvolutionLoopExitValue - This map contains entries for all of
     /// the PHI instructions that we attempt to compute constant evolutions for.
@@ -1128,8 +1381,53 @@ namespace {
     std::map<PHINode*, Constant*> ConstantEvolutionLoopExitValue;
 
   public:
-    ScalarEvolutionsImpl(Function &f, LoopInfo &li)
-      : F(f), LI(li), UnknownValue(new SCEVCouldNotCompute()) {}
+    ScalarEvolutionsImpl(ScalarEvolution &se, Function &f, LoopInfo &li,
+                         TargetData *td)
+      : SE(se), F(f), LI(li), TD(td), UnknownValue(new SCEVCouldNotCompute()) {}
+
+    /// isSCEVable - Test if values of the given type are analyzable within
+    /// the SCEV framework. This primarily includes integer types, and it
+    /// can optionally include pointer types if the ScalarEvolution class
+    /// has access to target-specific information.
+    bool isSCEVable(const Type *Ty) const;
+
+    /// getTypeSizeInBits - Return the size in bits of the specified type,
+    /// for which isSCEVable must return true.
+    uint64_t getTypeSizeInBits(const Type *Ty) const;
+
+    /// getEffectiveSCEVType - Return a type with the same bitwidth as
+    /// the given type and which represents how SCEV will treat the given
+    /// type, for which isSCEVable must return true. For pointer types,
+    /// this is the pointer-sized integer type.
+    const Type *getEffectiveSCEVType(const Type *Ty) const;
+
+    SCEVHandle getCouldNotCompute();
+
+    /// getIntegerSCEV - Given an integer or FP type, create a constant for the
+    /// specified signed integer value and return a SCEV for the constant.
+    SCEVHandle getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty);
+
+    /// getNegativeSCEV - Return a SCEV corresponding to -V = -1*V
+    ///
+    SCEVHandle getNegativeSCEV(const SCEVHandle &V);
+
+    /// getNotSCEV - Return a SCEV corresponding to ~V = -1-V
+    ///
+    SCEVHandle getNotSCEV(const SCEVHandle &V);
+
+    /// getMinusSCEV - Return a SCEV corresponding to LHS - RHS.
+    ///
+    SCEVHandle getMinusSCEV(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS);
+
+    /// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
+    /// of the input value to the specified type.  If the type must be extended,
+    /// it is zero extended.
+    SCEVHandle getTruncateOrZeroExtend(const SCEVHandle &V, const Type *Ty);
+
+    /// getTruncateOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
+    /// of the input value to the specified type.  If the type must be extended,
+    /// it is sign extended.
+    SCEVHandle getTruncateOrSignExtend(const SCEVHandle &V, const Type *Ty);
 
     /// getSCEV - Return an existing SCEV if it exists, otherwise analyze the
     /// expression and create a new one.
@@ -1146,6 +1444,7 @@ namespace {
     void setSCEV(Value *V, const SCEVHandle &H) {
       bool isNew = Scalars.insert(std::make_pair(V, H)).second;
       assert(isNew && "This entry already existed!");
+      isNew = false;
     }
 
 
@@ -1155,19 +1454,38 @@ namespace {
     SCEVHandle getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L);
 
 
-    /// hasLoopInvariantIterationCount - Return true if the specified loop has
-    /// an analyzable loop-invariant iteration count.
-    bool hasLoopInvariantIterationCount(const Loop *L);
+    /// isLoopGuardedByCond - Test whether entry to the loop is protected by
+    /// a conditional between LHS and RHS.
+    bool isLoopGuardedByCond(const Loop *L, ICmpInst::Predicate Pred,
+                             SCEV *LHS, SCEV *RHS);
+
+    /// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount - Return true if the specified loop
+    /// has an analyzable loop-invariant backedge-taken count.
+    bool hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 
-    /// getIterationCount - If the specified loop has a predictable iteration
-    /// count, return it.  Note that it is not valid to call this method on a
-    /// loop without a loop-invariant iteration count.
-    SCEVHandle getIterationCount(const Loop *L);
+    /// forgetLoopBackedgeTakenCount - This method should be called by the
+    /// client when it has changed a loop in a way that may effect
+    /// ScalarEvolution's ability to compute a trip count, or if the loop
+    /// is deleted.
+    void forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 
-    /// deleteInstructionFromRecords - This method should be called by the
-    /// client before it removes an instruction from the program, to make sure
+    /// getBackedgeTakenCount - If the specified loop has a predictable
+    /// backedge-taken count, return it, otherwise return a SCEVCouldNotCompute
+    /// object. The backedge-taken count is the number of times the loop header
+    /// will be branched to from within the loop. This is one less than the
+    /// trip count of the loop, since it doesn't count the first iteration,
+    /// when the header is branched to from outside the loop.
+    ///
+    /// Note that it is not valid to call this method on a loop without a
+    /// loop-invariant backedge-taken count (see
+    /// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount).
+    ///
+    SCEVHandle getBackedgeTakenCount(const Loop *L);
+
+    /// deleteValueFromRecords - This method should be called by the
+    /// client before it removes a value from the program, to make sure
     /// that no dangling references are left around.
-    void deleteInstructionFromRecords(Instruction *I);
+    void deleteValueFromRecords(Value *V);
 
   private:
     /// createSCEV - We know that there is no SCEV for the specified value.
@@ -1186,24 +1504,25 @@ namespace {
                                           const SCEVHandle &SymName,
                                           const SCEVHandle &NewVal);
 
-    /// ComputeIterationCount - Compute the number of times the specified loop
-    /// will iterate.
-    SCEVHandle ComputeIterationCount(const Loop *L);
+    /// ComputeBackedgeTakenCount - Compute the number of times the specified
+    /// loop will iterate.
+    SCEVHandle ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L);
 
-    /// ComputeLoadConstantCompareIterationCount - Given an exit condition of
-    /// 'setcc load X, cst', try to see if we can compute the trip count.
-    SCEVHandle ComputeLoadConstantCompareIterationCount(LoadInst *LI,
-                                                        Constant *RHS,
-                                                        const Loop *L,
-                                                        ICmpInst::Predicate p);
+    /// ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount - Given an exit condition
+    /// of 'icmp op load X, cst', try to see if we can compute the trip count.
+    SCEVHandle
+      ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(LoadInst *LI,
+                                                   Constant *RHS,
+                                                   const Loop *L,
+                                                   ICmpInst::Predicate p);
 
-    /// ComputeIterationCountExhaustively - If the trip is known to execute a
-    /// constant number of times (the condition evolves only from constants),
+    /// ComputeBackedgeTakenCountExhaustively - If the trip is known to execute
+    /// constant number of times (the condition evolves only from constants),
     /// try to evaluate a few iterations of the loop until we get the exit
     /// condition gets a value of ExitWhen (true or false).  If we cannot
     /// evaluate the trip count of the loop, return UnknownValue.
-    SCEVHandle ComputeIterationCountExhaustively(const Loop *L, Value *Cond,
-                                                 bool ExitWhen);
+    SCEVHandle ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L, Value *Cond,
+                                                     bool ExitWhen);
 
     /// HowFarToZero - Return the number of times a backedge comparing the
     /// specified value to zero will execute.  If not computable, return
@@ -1217,14 +1536,21 @@ namespace {
 
     /// HowManyLessThans - Return the number of times a backedge containing the
     /// specified less-than comparison will execute.  If not computable, return
-    /// UnknownValue.
-    SCEVHandle HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L);
+    /// UnknownValue. isSigned specifies whether the less-than is signed.
+    SCEVHandle HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L,
+                                bool isSigned);
+
+    /// getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB - Return a predecessor of BB
+    /// (which may not be an immediate predecessor) which has exactly one
+    /// successor from which BB is reachable, or null if no such block is
+    /// found.
+    BasicBlock* getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB);
 
     /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
     /// in the header of its containing loop, we know the loop executes a
     /// constant number of times, and the PHI node is just a recurrence
     /// involving constants, fold it.
-    Constant *getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& Its,
+    Constant *getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& BEs,
                                                 const Loop *L);
   };
 }
@@ -1233,27 +1559,27 @@ namespace {
 //            Basic SCEV Analysis and PHI Idiom Recognition Code
 //
 
-/// deleteInstructionFromRecords - This method should be called by the
+/// deleteValueFromRecords - This method should be called by the
 /// client before it removes an instruction from the program, to make sure
 /// that no dangling references are left around.
-void ScalarEvolutionsImpl::deleteInstructionFromRecords(Instruction *I) {
-  SmallVector<Instruction *, 16> Worklist;
+void ScalarEvolutionsImpl::deleteValueFromRecords(Value *V) {
+  SmallVector<Value *, 16> Worklist;
 
-  if (Scalars.erase(I)) {
-    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
+  if (Scalars.erase(V)) {
+    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V))
       ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
-    Worklist.push_back(I);
+    Worklist.push_back(V);
   }
 
   while (!Worklist.empty()) {
-    Instruction *II = Worklist.back();
+    Value *VV = Worklist.back();
     Worklist.pop_back();
 
-    for (Instruction::use_iterator UI = II->use_begin(), UE = II->use_end();
+    for (Instruction::use_iterator UI = VV->use_begin(), UE = VV->use_end();
          UI != UE; ++UI) {
       Instruction *Inst = cast<Instruction>(*UI);
       if (Scalars.erase(Inst)) {
-        if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(II))
+        if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(VV))
           ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
         Worklist.push_back(Inst);
       }
@@ -1261,11 +1587,60 @@ void ScalarEvolutionsImpl::deleteInstructionFromRecords(Instruction *I) {
   }
 }
 
+/// isSCEVable - Test if values of the given type are analyzable within
+/// the SCEV framework. This primarily includes integer types, and it
+/// can optionally include pointer types if the ScalarEvolution class
+/// has access to target-specific information.
+bool ScalarEvolutionsImpl::isSCEVable(const Type *Ty) const {
+  // Integers are always SCEVable.
+  if (Ty->isInteger())
+    return true;
+
+  // Pointers are SCEVable if TargetData information is available
+  // to provide pointer size information.
+  if (isa<PointerType>(Ty))
+    return TD != NULL;
+
+  // Otherwise it's not SCEVable.
+  return false;
+}
+
+/// getTypeSizeInBits - Return the size in bits of the specified type,
+/// for which isSCEVable must return true.
+uint64_t ScalarEvolutionsImpl::getTypeSizeInBits(const Type *Ty) const {
+  assert(isSCEVable(Ty) && "Type is not SCEVable!");
+
+  // If we have a TargetData, use it!
+  if (TD)
+    return TD->getTypeSizeInBits(Ty);
+
+  // Otherwise, we support only integer types.
+  assert(Ty->isInteger() && "isSCEVable permitted a non-SCEVable type!");
+  return Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+}
+
+/// getEffectiveSCEVType - Return a type with the same bitwidth as
+/// the given type and which represents how SCEV will treat the given
+/// type, for which isSCEVable must return true. For pointer types,
+/// this is the pointer-sized integer type.
+const Type *ScalarEvolutionsImpl::getEffectiveSCEVType(const Type *Ty) const {
+  assert(isSCEVable(Ty) && "Type is not SCEVable!");
+
+  if (Ty->isInteger())
+    return Ty;
+
+  assert(isa<PointerType>(Ty) && "Unexpected non-pointer non-integer type!");
+  return TD->getIntPtrType();
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getCouldNotCompute() {
+  return UnknownValue;
+}
 
 /// getSCEV - Return an existing SCEV if it exists, otherwise analyze the
 /// expression and create a new one.
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEV(Value *V) {
-  assert(V->getType() != Type::VoidTy && "Can't analyze void expressions!");
+  assert(isSCEVable(V->getType()) && "Value is not SCEVable!");
 
   std::map<Value*, SCEVHandle>::iterator I = Scalars.find(V);
   if (I != Scalars.end()) return I->second;
@@ -1274,6 +1649,85 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEV(Value *V) {
   return S;
 }
 
+/// getIntegerSCEV - Given an integer or FP type, create a constant for the
+/// specified signed integer value and return a SCEV for the constant.
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty) {
+  Ty = SE.getEffectiveSCEVType(Ty);
+  Constant *C;
+  if (Val == 0)
+    C = Constant::getNullValue(Ty);
+  else if (Ty->isFloatingPoint())
+    C = ConstantFP::get(APFloat(Ty==Type::FloatTy ? APFloat::IEEEsingle :
+                                APFloat::IEEEdouble, Val));
+  else
+    C = ConstantInt::get(Ty, Val);
+  return SE.getUnknown(C);
+}
+
+/// getNegativeSCEV - Return a SCEV corresponding to -V = -1*V
+///
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getNegativeSCEV(const SCEVHandle &V) {
+  if (SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
+    return SE.getUnknown(ConstantExpr::getNeg(VC->getValue()));
+
+  const Type *Ty = V->getType();
+  Ty = SE.getEffectiveSCEVType(Ty);
+  return SE.getMulExpr(V, SE.getConstant(ConstantInt::getAllOnesValue(Ty)));
+}
+
+/// getNotSCEV - Return a SCEV corresponding to ~V = -1-V
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getNotSCEV(const SCEVHandle &V) {
+  if (SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
+    return SE.getUnknown(ConstantExpr::getNot(VC->getValue()));
+
+  const Type *Ty = V->getType();
+  Ty = SE.getEffectiveSCEVType(Ty);
+  SCEVHandle AllOnes = SE.getConstant(ConstantInt::getAllOnesValue(Ty));
+  return getMinusSCEV(AllOnes, V);
+}
+
+/// getMinusSCEV - Return a SCEV corresponding to LHS - RHS.
+///
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getMinusSCEV(const SCEVHandle &LHS,
+                                              const SCEVHandle &RHS) {
+  // X - Y --> X + -Y
+  return SE.getAddExpr(LHS, SE.getNegativeSCEV(RHS));
+}
+
+/// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
+/// input value to the specified type.  If the type must be extended, it is zero
+/// extended.
+SCEVHandle
+ScalarEvolutionsImpl::getTruncateOrZeroExtend(const SCEVHandle &V,
+                                              const Type *Ty) {
+  const Type *SrcTy = V->getType();
+  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
+         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+         "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
+  if (getTypeSizeInBits(SrcTy) == getTypeSizeInBits(Ty))
+    return V;  // No conversion
+  if (getTypeSizeInBits(SrcTy) > getTypeSizeInBits(Ty))
+    return SE.getTruncateExpr(V, Ty);
+  return SE.getZeroExtendExpr(V, Ty);
+}
+
+/// getTruncateOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
+/// input value to the specified type.  If the type must be extended, it is sign
+/// extended.
+SCEVHandle
+ScalarEvolutionsImpl::getTruncateOrSignExtend(const SCEVHandle &V,
+                                              const Type *Ty) {
+  const Type *SrcTy = V->getType();
+  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
+         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+         "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
+  if (getTypeSizeInBits(SrcTy) == getTypeSizeInBits(Ty))
+    return V;  // No conversion
+  if (getTypeSizeInBits(SrcTy) > getTypeSizeInBits(Ty))
+    return SE.getTruncateExpr(V, Ty);
+  return SE.getSignExtendExpr(V, Ty);
+}
+
 /// ReplaceSymbolicValueWithConcrete - This looks up the computed SCEV value for
 /// the specified instruction and replaces any references to the symbolic value
 /// SymName with the specified value.  This is used during PHI resolution.
@@ -1284,7 +1738,7 @@ ReplaceSymbolicValueWithConcrete(Instruction *I, const SCEVHandle &SymName,
   if (SI == Scalars.end()) return;
 
   SCEVHandle NV =
-    SI->second->replaceSymbolicValuesWithConcrete(SymName, NewVal);
+    SI->second->replaceSymbolicValuesWithConcrete(SymName, NewVal, SE);
   if (NV == SI->second) return;  // No change.
 
   SI->second = NV;       // Update the scalars map!
@@ -1309,7 +1763,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
         unsigned BackEdge     = IncomingEdge^1;
 
         // While we are analyzing this PHI node, handle its value symbolically.
-        SCEVHandle SymbolicName = SCEVUnknown::get(PN);
+        SCEVHandle SymbolicName = SE.getUnknown(PN);
         assert(Scalars.find(PN) == Scalars.end() &&
                "PHI node already processed?");
         Scalars.insert(std::make_pair(PN, SymbolicName));
@@ -1340,7 +1794,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
             for (unsigned i = 0, e = Add->getNumOperands(); i != e; ++i)
               if (i != FoundIndex)
                 Ops.push_back(Add->getOperand(i));
-            SCEVHandle Accum = SCEVAddExpr::get(Ops);
+            SCEVHandle Accum = SE.getAddExpr(Ops);
 
             // This is not a valid addrec if the step amount is varying each
             // loop iteration, but is not itself an addrec in this loop.
@@ -1348,7 +1802,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
                 (isa<SCEVAddRecExpr>(Accum) &&
                  cast<SCEVAddRecExpr>(Accum)->getLoop() == L)) {
               SCEVHandle StartVal = getSCEV(PN->getIncomingValue(IncomingEdge));
-              SCEVHandle PHISCEV  = SCEVAddRecExpr::get(StartVal, Accum, L);
+              SCEVHandle PHISCEV  = SE.getAddRecExpr(StartVal, Accum, L);
 
               // Okay, for the entire analysis of this edge we assumed the PHI
               // to be symbolic.  We now need to go back and update all of the
@@ -1370,10 +1824,10 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
 
             // If StartVal = j.start - j.stride, we can use StartVal as the
             // initial step of the addrec evolution.
-            if (StartVal == SCEV::getMinusSCEV(AddRec->getOperand(0),
-                                               AddRec->getOperand(1))) {
+            if (StartVal == SE.getMinusSCEV(AddRec->getOperand(0),
+                                            AddRec->getOperand(1))) {
               SCEVHandle PHISCEV = 
-                 SCEVAddRecExpr::get(StartVal, AddRec->getOperand(1), L);
+                 SE.getAddRecExpr(StartVal, AddRec->getOperand(1), L);
 
               // Okay, for the entire analysis of this edge we assumed the PHI
               // to be symbolic.  We now need to go back and update all of the
@@ -1390,149 +1844,265 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
       }
 
   // If it's not a loop phi, we can't handle it yet.
-  return SCEVUnknown::get(PN);
-}
-
-/// GetConstantFactor - Determine the largest constant factor that S has.  For
-/// example, turn {4,+,8} -> 4.    (S umod result) should always equal zero.
-static APInt GetConstantFactor(SCEVHandle S) {
-  if (SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S)) {
-    const APInt& V = C->getValue()->getValue();
-    if (!V.isMinValue())
-      return V;
-    else   // Zero is a multiple of everything.
-      return APInt(C->getBitWidth(), 1).shl(C->getBitWidth()-1);
-  }
-
-  if (SCEVTruncateExpr *T = dyn_cast<SCEVTruncateExpr>(S)) {
-    return GetConstantFactor(T->getOperand()).trunc(
-                               cast<IntegerType>(T->getType())->getBitWidth());
-  }
-  if (SCEVZeroExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVZeroExtendExpr>(S))
-    return GetConstantFactor(E->getOperand()).zext(
-                               cast<IntegerType>(E->getType())->getBitWidth());
-  if (SCEVSignExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVSignExtendExpr>(S))
-    return GetConstantFactor(E->getOperand()).sext(
-                               cast<IntegerType>(E->getType())->getBitWidth());
-  
+  return SE.getUnknown(PN);
+}
+
+/// GetMinTrailingZeros - Determine the minimum number of zero bits that S is
+/// guaranteed to end in (at every loop iteration).  It is, at the same time,
+/// the minimum number of times S is divisible by 2.  For example, given {4,+,8}
+/// it returns 2.  If S is guaranteed to be 0, it returns the bitwidth of S.
+static uint32_t GetMinTrailingZeros(SCEVHandle S, const ScalarEvolution &SE) {
+  if (SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S))
+    return C->getValue()->getValue().countTrailingZeros();
+
+  if (SCEVTruncateExpr *T = dyn_cast<SCEVTruncateExpr>(S))
+    return std::min(GetMinTrailingZeros(T->getOperand(), SE),
+                    (uint32_t)SE.getTypeSizeInBits(T->getType()));
+
+  if (SCEVZeroExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVZeroExtendExpr>(S)) {
+    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand(), SE);
+    return OpRes == SE.getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) ?
+             SE.getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) : OpRes;
+  }
+
+  if (SCEVSignExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVSignExtendExpr>(S)) {
+    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand(), SE);
+    return OpRes == SE.getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) ?
+             SE.getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) : OpRes;
+  }
+
   if (SCEVAddExpr *A = dyn_cast<SCEVAddExpr>(S)) {
-    // The result is the min of all operands.
-    APInt Res(GetConstantFactor(A->getOperand(0)));
-    for (unsigned i = 1, e = A->getNumOperands(); 
-         i != e && Res.ugt(APInt(Res.getBitWidth(),1)); ++i) {
-      APInt Tmp(GetConstantFactor(A->getOperand(i)));
-      Res = APIntOps::umin(Res, Tmp);
-    }
-    return Res;
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(A->getOperand(0), SE);
+    for (unsigned i = 1, e = A->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(A->getOperand(i), SE));
+    return MinOpRes;
   }
 
   if (SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(S)) {
-    // The result is the product of all the operands.
-    APInt Res(GetConstantFactor(M->getOperand(0)));
-    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      APInt Tmp(GetConstantFactor(M->getOperand(i)));
-      Res *= Tmp;
-    }
-    return Res;
+    // The result is the sum of all operands results.
+    uint32_t SumOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0), SE);
+    uint32_t BitWidth = SE.getTypeSizeInBits(M->getType());
+    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands();
+         SumOpRes != BitWidth && i != e; ++i)
+      SumOpRes = std::min(SumOpRes + GetMinTrailingZeros(M->getOperand(i), SE),
+                          BitWidth);
+    return SumOpRes;
   }
-    
+
   if (SCEVAddRecExpr *A = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S)) {
-    // For now, we just handle linear expressions.
-    if (A->getNumOperands() == 2) {
-      // We want the GCD between the start and the stride value.
-      APInt Start(GetConstantFactor(A->getOperand(0)));
-      if (Start == 1) 
-        return Start;
-      APInt Stride(GetConstantFactor(A->getOperand(1)));
-      return APIntOps::GreatestCommonDivisor(Start, Stride);
-    }
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(A->getOperand(0), SE);
+    for (unsigned i = 1, e = A->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(A->getOperand(i), SE));
+    return MinOpRes;
   }
-  
-  // SCEVSDivExpr, SCEVUnknown.
-  return APInt(S->getBitWidth(), 1);
+
+  if (SCEVSMaxExpr *M = dyn_cast<SCEVSMaxExpr>(S)) {
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0), SE);
+    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(M->getOperand(i), SE));
+    return MinOpRes;
+  }
+
+  if (SCEVUMaxExpr *M = dyn_cast<SCEVUMaxExpr>(S)) {
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0), SE);
+    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(M->getOperand(i), SE));
+    return MinOpRes;
+  }
+
+  // SCEVUDivExpr, SCEVUnknown
+  return 0;
 }
 
 /// createSCEV - We know that there is no SCEV for the specified value.
 /// Analyze the expression.
 ///
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createSCEV(Value *V) {
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-    switch (I->getOpcode()) {
-    case Instruction::Add:
-      return SCEVAddExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                              getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::Mul:
-      return SCEVMulExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                              getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::SDiv:
-      return SCEVSDivExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                              getSCEV(I->getOperand(1)));
-      break;
-
-    case Instruction::Sub:
-      return SCEV::getMinusSCEV(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                                getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::Or:
-      // If the RHS of the Or is a constant, we may have something like:
-      // X*4+1 which got turned into X*4|1.  Handle this as an add so loop
-      // optimizations will transparently handle this case.
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-        SCEVHandle LHS = getSCEV(I->getOperand(0));
-        APInt CommonFact(GetConstantFactor(LHS));
-        assert(!CommonFact.isMinValue() &&
-               "Common factor should at least be 1!");
-        if (CommonFact.ugt(CI->getValue())) {
-          // If the LHS is a multiple that is larger than the RHS, use +.
-          return SCEVAddExpr::get(LHS,
-                                  getSCEV(I->getOperand(1)));
-        }
-      }
-      break;
-    case Instruction::Xor:
+  if (!isSCEVable(V->getType()))
+    return SE.getUnknown(V);
+
+  unsigned Opcode = Instruction::UserOp1;
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    Opcode = I->getOpcode();
+  else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
+    Opcode = CE->getOpcode();
+  else
+    return SE.getUnknown(V);
+
+  User *U = cast<User>(V);
+  switch (Opcode) {
+  case Instruction::Add:
+    return SE.getAddExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                         getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::Mul:
+    return SE.getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                         getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::UDiv:
+    return SE.getUDivExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                          getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::Sub:
+    return SE.getMinusSCEV(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                           getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::Or:
+    // If the RHS of the Or is a constant, we may have something like:
+    // X*4+1 which got turned into X*4|1.  Handle this as an Add so loop
+    // optimizations will transparently handle this case.
+    //
+    // In order for this transformation to be safe, the LHS must be of the
+    // form X*(2^n) and the Or constant must be less than 2^n.
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
+      SCEVHandle LHS = getSCEV(U->getOperand(0));
+      const APInt &CIVal = CI->getValue();
+      if (GetMinTrailingZeros(LHS, SE) >=
+          (CIVal.getBitWidth() - CIVal.countLeadingZeros()))
+        return SE.getAddExpr(LHS, getSCEV(U->getOperand(1)));
+    }
+    break;
+  case Instruction::Xor:
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
       // If the RHS of the xor is a signbit, then this is just an add.
       // Instcombine turns add of signbit into xor as a strength reduction step.
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-        if (CI->getValue().isSignBit())
-          return SCEVAddExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                                  getSCEV(I->getOperand(1)));
-      }
-      break;
-
-    case Instruction::Shl:
-      // Turn shift left of a constant amount into a multiply.
-      if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-        uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
-        Constant *X = ConstantInt::get(
-          APInt(BitWidth, 1).shl(SA->getLimitedValue(BitWidth)));
-        return SCEVMulExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)), getSCEV(X));
-      }
-      break;
+      if (CI->getValue().isSignBit())
+        return SE.getAddExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                             getSCEV(U->getOperand(1)));
+
+      // If the RHS of xor is -1, then this is a not operation.
+      else if (CI->isAllOnesValue())
+        return SE.getNotSCEV(getSCEV(U->getOperand(0)));
+    }
+    break;
+
+  case Instruction::Shl:
+    // Turn shift left of a constant amount into a multiply.
+    if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
+      uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
+      Constant *X = ConstantInt::get(
+        APInt(BitWidth, 1).shl(SA->getLimitedValue(BitWidth)));
+      return SE.getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(X));
+    }
+    break;
+
+  case Instruction::LShr:
+    // Turn logical shift right of a constant into a unsigned divide.
+    if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
+      uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
+      Constant *X = ConstantInt::get(
+        APInt(BitWidth, 1).shl(SA->getLimitedValue(BitWidth)));
+      return SE.getUDivExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(X));
+    }
+    break;
 
-    case Instruction::Trunc:
-      return SCEVTruncateExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)), I->getType());
+  case Instruction::Trunc:
+    return SE.getTruncateExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), U->getType());
 
-    case Instruction::ZExt:
-      return SCEVZeroExtendExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)), I->getType());
+  case Instruction::ZExt:
+    return SE.getZeroExtendExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), U->getType());
 
-    case Instruction::SExt:
-      return SCEVSignExtendExpr::get(getSCEV(I->getOperand(0)), I->getType());
+  case Instruction::SExt:
+    return SE.getSignExtendExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), U->getType());
 
-    case Instruction::BitCast:
-      // BitCasts are no-op casts so we just eliminate the cast.
-      if (I->getType()->isInteger() &&
-          I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
-        return getSCEV(I->getOperand(0));
-      break;
+  case Instruction::BitCast:
+    // BitCasts are no-op casts so we just eliminate the cast.
+    if (isSCEVable(U->getType()) && isSCEVable(U->getOperand(0)->getType()))
+      return getSCEV(U->getOperand(0));
+    break;
 
-    case Instruction::PHI:
-      return createNodeForPHI(cast<PHINode>(I));
+  case Instruction::IntToPtr:
+    if (!TD) break; // Without TD we can't analyze pointers.
+    return getTruncateOrZeroExtend(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                                   TD->getIntPtrType());
+
+  case Instruction::PtrToInt:
+    if (!TD) break; // Without TD we can't analyze pointers.
+    return getTruncateOrZeroExtend(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                                   U->getType());
+
+  case Instruction::GetElementPtr: {
+    if (!TD) break; // Without TD we can't analyze pointers.
+    const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
+    Value *Base = U->getOperand(0);
+    SCEVHandle TotalOffset = SE.getIntegerSCEV(0, IntPtrTy);
+    gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(U);
+    for (GetElementPtrInst::op_iterator I = next(U->op_begin()),
+                                        E = U->op_end();
+         I != E; ++I) {
+      Value *Index = *I;
+      // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
+      if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
+        // For a struct, add the member offset.
+        const StructLayout &SL = *TD->getStructLayout(STy);
+        unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
+        uint64_t Offset = SL.getElementOffset(FieldNo);
+        TotalOffset = SE.getAddExpr(TotalOffset,
+                                    SE.getIntegerSCEV(Offset, IntPtrTy));
+      } else {
+        // For an array, add the element offset, explicitly scaled.
+        SCEVHandle LocalOffset = getSCEV(Index);
+        if (!isa<PointerType>(LocalOffset->getType()))
+          // Getelementptr indicies are signed.
+          LocalOffset = getTruncateOrSignExtend(LocalOffset,
+                                                IntPtrTy);
+        LocalOffset =
+          SE.getMulExpr(LocalOffset,
+                        SE.getIntegerSCEV(TD->getTypePaddedSize(*GTI),
+                                          IntPtrTy));
+        TotalOffset = SE.getAddExpr(TotalOffset, LocalOffset);
+      }
+    }
+    return SE.getAddExpr(getSCEV(Base), TotalOffset);
+  }
 
-    default: // We cannot analyze this expression.
-      break;
+  case Instruction::PHI:
+    return createNodeForPHI(cast<PHINode>(U));
+
+  case Instruction::Select:
+    // This could be a smax or umax that was lowered earlier.
+    // Try to recover it.
+    if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(U->getOperand(0))) {
+      Value *LHS = ICI->getOperand(0);
+      Value *RHS = ICI->getOperand(1);
+      switch (ICI->getPredicate()) {
+      case ICmpInst::ICMP_SLT:
+      case ICmpInst::ICMP_SLE:
+        std::swap(LHS, RHS);
+        // fall through
+      case ICmpInst::ICMP_SGT:
+      case ICmpInst::ICMP_SGE:
+        if (LHS == U->getOperand(1) && RHS == U->getOperand(2))
+          return SE.getSMaxExpr(getSCEV(LHS), getSCEV(RHS));
+        else if (LHS == U->getOperand(2) && RHS == U->getOperand(1))
+          // ~smax(~x, ~y) == smin(x, y).
+          return SE.getNotSCEV(SE.getSMaxExpr(
+                                   SE.getNotSCEV(getSCEV(LHS)),
+                                   SE.getNotSCEV(getSCEV(RHS))));
+        break;
+      case ICmpInst::ICMP_ULT:
+      case ICmpInst::ICMP_ULE:
+        std::swap(LHS, RHS);
+        // fall through
+      case ICmpInst::ICMP_UGT:
+      case ICmpInst::ICMP_UGE:
+        if (LHS == U->getOperand(1) && RHS == U->getOperand(2))
+          return SE.getUMaxExpr(getSCEV(LHS), getSCEV(RHS));
+        else if (LHS == U->getOperand(2) && RHS == U->getOperand(1))
+          // ~umax(~x, ~y) == umin(x, y)
+          return SE.getNotSCEV(SE.getUMaxExpr(SE.getNotSCEV(getSCEV(LHS)),
+                                              SE.getNotSCEV(getSCEV(RHS))));
+        break;
+      default:
+        break;
+      }
     }
+
+  default: // We cannot analyze this expression.
+    break;
   }
 
-  return SCEVUnknown::get(V);
+  return SE.getUnknown(V);
 }
 
 
@@ -1541,14 +2111,22 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createSCEV(Value *V) {
 //                   Iteration Count Computation Code
 //
 
-/// getIterationCount - If the specified loop has a predictable iteration
-/// count, return it.  Note that it is not valid to call this method on a
-/// loop without a loop-invariant iteration count.
-SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getIterationCount(const Loop *L) {
-  std::map<const Loop*, SCEVHandle>::iterator I = IterationCounts.find(L);
-  if (I == IterationCounts.end()) {
-    SCEVHandle ItCount = ComputeIterationCount(L);
-    I = IterationCounts.insert(std::make_pair(L, ItCount)).first;
+/// getBackedgeTakenCount - If the specified loop has a predictable
+/// backedge-taken count, return it, otherwise return a SCEVCouldNotCompute
+/// object. The backedge-taken count is the number of times the loop header
+/// will be branched to from within the loop. This is one less than the
+/// trip count of the loop, since it doesn't count the first iteration,
+/// when the header is branched to from outside the loop.
+///
+/// Note that it is not valid to call this method on a loop without a
+/// loop-invariant backedge-taken count (see
+/// hasLoopInvariantBackedgeTakenCount).
+///
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
+  std::map<const Loop*, SCEVHandle>::iterator I = BackedgeTakenCounts.find(L);
+  if (I == BackedgeTakenCounts.end()) {
+    SCEVHandle ItCount = ComputeBackedgeTakenCount(L);
+    I = BackedgeTakenCounts.insert(std::make_pair(L, ItCount)).first;
     if (ItCount != UnknownValue) {
       assert(ItCount->isLoopInvariant(L) &&
              "Computed trip count isn't loop invariant for loop!");
@@ -1561,11 +2139,19 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getIterationCount(const Loop *L) {
   return I->second;
 }
 
-/// ComputeIterationCount - Compute the number of times the specified loop
-/// will iterate.
-SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
+/// forgetLoopBackedgeTakenCount - This method should be called by the
+/// client when it has changed a loop in a way that may effect
+/// ScalarEvolution's ability to compute a trip count, or if the loop
+/// is deleted.
+void ScalarEvolutionsImpl::forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
+  BackedgeTakenCounts.erase(L);
+}
+
+/// ComputeBackedgeTakenCount - Compute the number of times the backedge
+/// of the specified loop will execute.
+SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
   // If the loop has a non-one exit block count, we can't analyze it.
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
   if (ExitBlocks.size() != 1) return UnknownValue;
 
@@ -1609,11 +2195,11 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
   
   ICmpInst *ExitCond = dyn_cast<ICmpInst>(ExitBr->getCondition());
 
-  // If its not an integer comparison then compute it the hard way. 
+  // If it's not an integer comparison then compute it the hard way. 
   // Note that ICmpInst deals with pointer comparisons too so we must check
   // the type of the operand.
   if (ExitCond == 0 || isa<PointerType>(ExitCond->getOperand(0)->getType()))
-    return ComputeIterationCountExhaustively(L, ExitBr->getCondition(),
+    return ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(L, ExitBr->getCondition(),
                                           ExitBr->getSuccessor(0) == ExitBlock);
 
   // If the condition was exit on true, convert the condition to exit on false
@@ -1627,7 +2213,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(ExitCond->getOperand(0)))
     if (Constant *RHS = dyn_cast<Constant>(ExitCond->getOperand(1))) {
       SCEVHandle ItCnt =
-        ComputeLoadConstantCompareIterationCount(LI, RHS, L, Cond);
+        ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(LI, RHS, L, Cond);
       if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(ItCnt)) return ItCnt;
     }
 
@@ -1642,8 +2228,8 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
 
   // At this point, we would like to compute how many iterations of the 
   // loop the predicate will return true for these inputs.
-  if (isa<SCEVConstant>(LHS) && !isa<SCEVConstant>(RHS)) {
-    // If there is a constant, force it into the RHS.
+  if (LHS->isLoopInvariant(L) && !RHS->isLoopInvariant(L)) {
+    // If there is a loop-invariant, force it into the RHS.
     std::swap(LHS, RHS);
     Cond = ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond);
   }
@@ -1668,8 +2254,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
           ConstantRange CompRange(
               ICmpInst::makeConstantRange(Cond, CompVal->getValue()));
 
-          SCEVHandle Ret = AddRec->getNumIterationsInRange(CompRange, 
-              false /*Always treat as unsigned range*/);
+          SCEVHandle Ret = AddRec->getNumIterationsInRange(CompRange, SE);
           if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(Ret)) return Ret;
         }
       }
@@ -1677,45 +2262,59 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
   switch (Cond) {
   case ICmpInst::ICMP_NE: {                     // while (X != Y)
     // Convert to: while (X-Y != 0)
-    SCEVHandle TC = HowFarToZero(SCEV::getMinusSCEV(LHS, RHS), L);
+    SCEVHandle TC = HowFarToZero(SE.getMinusSCEV(LHS, RHS), L);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_EQ: {
     // Convert to: while (X-Y == 0)           // while (X == Y)
-    SCEVHandle TC = HowFarToNonZero(SCEV::getMinusSCEV(LHS, RHS), L);
+    SCEVHandle TC = HowFarToNonZero(SE.getMinusSCEV(LHS, RHS), L);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_SLT: {
-    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L);
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, true);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_SGT: {
-    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(RHS, LHS, L);
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNotSCEV(LHS),
+                                     SE.getNotSCEV(RHS), L, true);
+    if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
+    break;
+  }
+  case ICmpInst::ICMP_ULT: {
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, false);
+    if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
+    break;
+  }
+  case ICmpInst::ICMP_UGT: {
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNotSCEV(LHS),
+                                     SE.getNotSCEV(RHS), L, false);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   default:
 #if 0
-    cerr << "ComputeIterationCount ";
+    errs() << "ComputeBackedgeTakenCount ";
     if (ExitCond->getOperand(0)->getType()->isUnsigned())
-      cerr << "[unsigned] ";
-    cerr << *LHS << "   "
+      errs() << "[unsigned] ";
+    errs() << *LHS << "   "
          << Instruction::getOpcodeName(Instruction::ICmp) 
          << "   " << *RHS << "\n";
 #endif
     break;
   }
-  return ComputeIterationCountExhaustively(L, ExitCond,
-                                       ExitBr->getSuccessor(0) == ExitBlock);
+  return
+    ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(L, ExitCond,
+                                          ExitBr->getSuccessor(0) == ExitBlock);
 }
 
 static ConstantInt *
-EvaluateConstantChrecAtConstant(const SCEVAddRecExpr *AddRec, Constant *C) {
-  SCEVHandle InVal = SCEVConstant::get(cast<ConstantInt>(C));
-  SCEVHandle Val = AddRec->evaluateAtIteration(InVal);
+EvaluateConstantChrecAtConstant(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ConstantInt *C,
+                                ScalarEvolution &SE) {
+  SCEVHandle InVal = SE.getConstant(C);
+  SCEVHandle Val = AddRec->evaluateAtIteration(InVal, SE);
   assert(isa<SCEVConstant>(Val) &&
          "Evaluation of SCEV at constant didn't fold correctly?");
   return cast<SCEVConstant>(Val)->getValue();
@@ -1755,12 +2354,13 @@ GetAddressedElementFromGlobal(GlobalVariable *GV,
   return Init;
 }
 
-/// ComputeLoadConstantCompareIterationCount - Given an exit condition of
-/// 'setcc load X, cst', try to se if we can compute the trip count.
+/// ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount - Given an exit condition of
+/// 'icmp op load X, cst', try to see if we can compute the backedge
+/// execution count.
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::
-ComputeLoadConstantCompareIterationCount(LoadInst *LI, Constant *RHS,
-                                         const Loop *L, 
-                                         ICmpInst::Predicate predicate) {
+ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(LoadInst *LI, Constant *RHS,
+                                             const Loop *L,
+                                             ICmpInst::Predicate predicate) {
   if (LI->isVolatile()) return UnknownValue;
 
   // Check to see if the loaded pointer is a getelementptr of a global.
@@ -1807,7 +2407,7 @@ ComputeLoadConstantCompareIterationCount(LoadInst *LI, Constant *RHS,
   for (unsigned IterationNum = 0; IterationNum != MaxSteps; ++IterationNum) {
     ConstantInt *ItCst =
       ConstantInt::get(IdxExpr->getType(), IterationNum);
-    ConstantInt *Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(IdxExpr, ItCst);
+    ConstantInt *Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(IdxExpr, ItCst, SE);
 
     // Form the GEP offset.
     Indexes[VarIdxNum] = Val;
@@ -1820,12 +2420,12 @@ ComputeLoadConstantCompareIterationCount(LoadInst *LI, Constant *RHS,
     if (!isa<ConstantInt>(Result)) break;  // Couldn't decide for sure
     if (cast<ConstantInt>(Result)->getValue().isMinValue()) {
 #if 0
-      cerr << "\n***\n*** Computed loop count " << *ItCst
-           << "\n*** From global " << *GV << "*** BB: " << *L->getHeader()
-           << "***\n";
+      errs() << "\n***\n*** Computed loop count " << *ItCst
+             << "\n*** From global " << *GV << "*** BB: " << *L->getHeader()
+             << "***\n";
 #endif
       ++NumArrayLenItCounts;
-      return SCEVConstant::get(ItCst);   // Found terminating iteration!
+      return SE.getConstant(ItCst);   // Found terminating iteration!
     }
   }
   return UnknownValue;
@@ -1841,7 +2441,7 @@ static bool CanConstantFold(const Instruction *I) {
 
   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
     if (const Function *F = CI->getCalledFunction())
-      return canConstantFoldCallTo((Function*)F);  // FIXME: elim cast
+      return canConstantFoldCallTo(F);
   return false;
 }
 
@@ -1856,13 +2456,14 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (I == 0 || !L->contains(I->getParent())) return 0;
 
-  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
     if (L->getHeader() == I->getParent())
       return PN;
     else
       // We don't currently keep track of the control flow needed to evaluate
       // PHIs, so we cannot handle PHIs inside of loops.
       return 0;
+  }
 
   // If we won't be able to constant fold this expression even if the operands
   // are constants, return early.
@@ -1892,9 +2493,8 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
 /// reason, return null.
 static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
   if (isa<PHINode>(V)) return PHIVal;
-  if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
-    return GV;
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) return C;
+  if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) return GV;
   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
 
   std::vector<Constant*> Operands;
@@ -1905,7 +2505,12 @@ static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
     if (Operands[i] == 0) return 0;
   }
 
-  return ConstantFoldInstOperands(I, &Operands[0], Operands.size());
+  if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
+    return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
+                                           &Operands[0], Operands.size());
+  else
+    return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
+                                    &Operands[0], Operands.size());
 }
 
 /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
@@ -1913,13 +2518,13 @@ static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
 /// constant number of times, and the PHI node is just a recurrence
 /// involving constants, fold it.
 Constant *ScalarEvolutionsImpl::
-getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& Its, const Loop *L){
+getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& BEs, const Loop *L){
   std::map<PHINode*, Constant*>::iterator I =
     ConstantEvolutionLoopExitValue.find(PN);
   if (I != ConstantEvolutionLoopExitValue.end())
     return I->second;
 
-  if (Its.ugt(APInt(Its.getBitWidth(),MaxBruteForceIterations)))
+  if (BEs.ugt(APInt(BEs.getBitWidth(),MaxBruteForceIterations)))
     return ConstantEvolutionLoopExitValue[PN] = 0;  // Not going to evaluate it.
 
   Constant *&RetVal = ConstantEvolutionLoopExitValue[PN];
@@ -1939,10 +2544,10 @@ getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& Its, const Loop *L){
     return RetVal = 0;  // Not derived from same PHI.
 
   // Execute the loop symbolically to determine the exit value.
-  if (Its.getActiveBits() >= 32)
+  if (BEs.getActiveBits() >= 32)
     return RetVal = 0; // More than 2^32-1 iterations?? Not doing it!
 
-  unsigned NumIterations = Its.getZExtValue(); // must be in range
+  unsigned NumIterations = BEs.getZExtValue(); // must be in range
   unsigned IterationNum = 0;
   for (Constant *PHIVal = StartCST; ; ++IterationNum) {
     if (IterationNum == NumIterations)
@@ -1958,13 +2563,13 @@ getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN, const APInt& Its, const Loop *L){
   }
 }
 
-/// ComputeIterationCountExhaustively - If the trip is known to execute a
+/// ComputeBackedgeTakenCountExhaustively - If the trip is known to execute a
 /// constant number of times (the condition evolves only from constants),
 /// try to evaluate a few iterations of the loop until we get the exit
 /// condition gets a value of ExitWhen (true or false).  If we cannot
 /// evaluate the trip count of the loop, return UnknownValue.
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::
-ComputeIterationCountExhaustively(const Loop *L, Value *Cond, bool ExitWhen) {
+ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L, Value *Cond, bool ExitWhen) {
   PHINode *PN = getConstantEvolvingPHI(Cond, L);
   if (PN == 0) return UnknownValue;
 
@@ -1996,7 +2601,7 @@ ComputeIterationCountExhaustively(const Loop *L, Value *Cond, bool ExitWhen) {
     if (CondVal->getValue() == uint64_t(ExitWhen)) {
       ConstantEvolutionLoopExitValue[PN] = PHIVal;
       ++NumBruteForceTripCountsComputed;
-      return SCEVConstant::get(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, IterationNum));
+      return SE.getConstant(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, IterationNum));
     }
 
     // Compute the value of the PHI node for the next iteration.
@@ -2018,7 +2623,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
 
   if (isa<SCEVConstant>(V)) return V;
 
-  // If this instruction is evolves from a constant-evolving PHI, compute the
+  // If this instruction is evolved from a constant-evolving PHI, compute the
   // exit value from the loop without using SCEVs.
   if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V)) {
     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(SU->getValue())) {
@@ -2027,17 +2632,19 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
         if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
           if (PN->getParent() == LI->getHeader()) {
             // Okay, there is no closed form solution for the PHI node.  Check
-            // to see if the loop that contains it has a known iteration count.
-            // If so, we may be able to force computation of the exit value.
-            SCEVHandle IterationCount = getIterationCount(LI);
-            if (SCEVConstant *ICC = dyn_cast<SCEVConstant>(IterationCount)) {
+            // to see if the loop that contains it has a known backedge-taken
+            // count.  If so, we may be able to force computation of the exit
+            // value.
+            SCEVHandle BackedgeTakenCount = getBackedgeTakenCount(LI);
+            if (SCEVConstant *BTCC =
+                  dyn_cast<SCEVConstant>(BackedgeTakenCount)) {
               // Okay, we know how many times the containing loop executes.  If
               // this is a constant evolving PHI node, get the final value at
               // the specified iteration number.
               Constant *RV = getConstantEvolutionLoopExitValue(PN,
-                                                    ICC->getValue()->getValue(),
+                                                   BTCC->getValue()->getValue(),
                                                                LI);
-              if (RV) return SCEVUnknown::get(RV);
+              if (RV) return SE.getUnknown(RV);
             }
           }
 
@@ -2053,6 +2660,13 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
             Operands.push_back(C);
           } else {
+            // If any of the operands is non-constant and if they are
+            // non-integer and non-pointer, don't even try to analyze them
+            // with scev techniques.
+            if (!isa<IntegerType>(Op->getType()) &&
+                !isa<PointerType>(Op->getType()))
+              return V;
+
             SCEVHandle OpV = getSCEVAtScope(getSCEV(Op), L);
             if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(OpV))
               Operands.push_back(ConstantExpr::getIntegerCast(SC->getValue(), 
@@ -2070,8 +2684,15 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
             }
           }
         }
-        Constant *C =ConstantFoldInstOperands(I, &Operands[0], Operands.size());
-        return SCEVUnknown::get(C);
+        
+        Constant *C;
+        if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
+          C = ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
+                                              &Operands[0], Operands.size());
+        else
+          C = ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
+                                       &Operands[0], Operands.size());
+        return SE.getUnknown(C);
       }
     }
 
@@ -2097,23 +2718,28 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
           NewOps.push_back(OpAtScope);
         }
         if (isa<SCEVAddExpr>(Comm))
-          return SCEVAddExpr::get(NewOps);
-        assert(isa<SCEVMulExpr>(Comm) && "Only know about add and mul!");
-        return SCEVMulExpr::get(NewOps);
+          return SE.getAddExpr(NewOps);
+        if (isa<SCEVMulExpr>(Comm))
+          return SE.getMulExpr(NewOps);
+        if (isa<SCEVSMaxExpr>(Comm))
+          return SE.getSMaxExpr(NewOps);
+        if (isa<SCEVUMaxExpr>(Comm))
+          return SE.getUMaxExpr(NewOps);
+        assert(0 && "Unknown commutative SCEV type!");
       }
     }
     // If we got here, all operands are loop invariant.
     return Comm;
   }
 
-  if (SCEVSDivExpr *Div = dyn_cast<SCEVSDivExpr>(V)) {
+  if (SCEVUDivExpr *Div = dyn_cast<SCEVUDivExpr>(V)) {
     SCEVHandle LHS = getSCEVAtScope(Div->getLHS(), L);
     if (LHS == UnknownValue) return LHS;
     SCEVHandle RHS = getSCEVAtScope(Div->getRHS(), L);
     if (RHS == UnknownValue) return RHS;
     if (LHS == Div->getLHS() && RHS == Div->getRHS())
       return Div;   // must be loop invariant
-    return SCEVSDivExpr::get(LHS, RHS);
+    return SE.getUDivExpr(LHS, RHS);
   }
 
   // If this is a loop recurrence for a loop that does not contain L, then we
@@ -2122,20 +2748,11 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
     if (!L || !AddRec->getLoop()->contains(L->getHeader())) {
       // To evaluate this recurrence, we need to know how many times the AddRec
       // loop iterates.  Compute this now.
-      SCEVHandle IterationCount = getIterationCount(AddRec->getLoop());
-      if (IterationCount == UnknownValue) return UnknownValue;
-      IterationCount = getTruncateOrZeroExtend(IterationCount,
-                                               AddRec->getType());
-
-      // If the value is affine, simplify the expression evaluation to just
-      // Start + Step*IterationCount.
-      if (AddRec->isAffine())
-        return SCEVAddExpr::get(AddRec->getStart(),
-                                SCEVMulExpr::get(IterationCount,
-                                                 AddRec->getOperand(1)));
-
-      // Otherwise, evaluate it the hard way.
-      return AddRec->evaluateAtIteration(IterationCount);
+      SCEVHandle BackedgeTakenCount = getBackedgeTakenCount(AddRec->getLoop());
+      if (BackedgeTakenCount == UnknownValue) return UnknownValue;
+
+      // Then, evaluate the AddRec.
+      return AddRec->evaluateAtIteration(BackedgeTakenCount, SE);
     }
     return UnknownValue;
   }
@@ -2144,13 +2761,60 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
   return UnknownValue;
 }
 
+/// SolveLinEquationWithOverflow - Finds the minimum unsigned root of the
+/// following equation:
+///
+///     A * X = B (mod N)
+///
+/// where N = 2^BW and BW is the common bit width of A and B. The signedness of
+/// A and B isn't important.
+///
+/// If the equation does not have a solution, SCEVCouldNotCompute is returned.
+static SCEVHandle SolveLinEquationWithOverflow(const APInt &A, const APInt &B,
+                                               ScalarEvolution &SE) {
+  uint32_t BW = A.getBitWidth();
+  assert(BW == B.getBitWidth() && "Bit widths must be the same.");
+  assert(A != 0 && "A must be non-zero.");
+
+  // 1. D = gcd(A, N)
+  //
+  // The gcd of A and N may have only one prime factor: 2. The number of
+  // trailing zeros in A is its multiplicity
+  uint32_t Mult2 = A.countTrailingZeros();
+  // D = 2^Mult2
+
+  // 2. Check if B is divisible by D.
+  //
+  // B is divisible by D if and only if the multiplicity of prime factor 2 for B
+  // is not less than multiplicity of this prime factor for D.
+  if (B.countTrailingZeros() < Mult2)
+    return SE.getCouldNotCompute();
+
+  // 3. Compute I: the multiplicative inverse of (A / D) in arithmetic
+  // modulo (N / D).
+  //
+  // (N / D) may need BW+1 bits in its representation.  Hence, we'll use this
+  // bit width during computations.
+  APInt AD = A.lshr(Mult2).zext(BW + 1);  // AD = A / D
+  APInt Mod(BW + 1, 0);
+  Mod.set(BW - Mult2);  // Mod = N / D
+  APInt I = AD.multiplicativeInverse(Mod);
+
+  // 4. Compute the minimum unsigned root of the equation:
+  // I * (B / D) mod (N / D)
+  APInt Result = (I * B.lshr(Mult2).zext(BW + 1)).urem(Mod);
+
+  // The result is guaranteed to be less than 2^BW so we may truncate it to BW
+  // bits.
+  return SE.getConstant(Result.trunc(BW));
+}
 
 /// SolveQuadraticEquation - Find the roots of the quadratic equation for the
 /// given quadratic chrec {L,+,M,+,N}.  This returns either the two roots (which
 /// might be the same) or two SCEVCouldNotCompute objects.
 ///
 static std::pair<SCEVHandle,SCEVHandle>
-SolveQuadraticEquation(const SCEVAddRecExpr *AddRec) {
+SolveQuadraticEquation(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ScalarEvolution &SE) {
   assert(AddRec->getNumOperands() == 3 && "This is not a quadratic chrec!");
   SCEVConstant *LC = dyn_cast<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(0));
   SCEVConstant *MC = dyn_cast<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1));
@@ -2158,7 +2822,7 @@ SolveQuadraticEquation(const SCEVAddRecExpr *AddRec) {
 
   // We currently can only solve this if the coefficients are constants.
   if (!LC || !MC || !NC) {
-    SCEV *CNC = new SCEVCouldNotCompute();
+    SCEV *CNC = SE.getCouldNotCompute();
     return std::make_pair(CNC, CNC);
   }
 
@@ -2193,11 +2857,16 @@ SolveQuadraticEquation(const SCEVAddRecExpr *AddRec) {
     // The divisions must be performed as signed divisions.
     APInt NegB(-B);
     APInt TwoA( A << 1 );
+    if (TwoA.isMinValue()) {
+      SCEV *CNC = SE.getCouldNotCompute();
+      return std::make_pair(CNC, CNC);
+    }
+
     ConstantInt *Solution1 = ConstantInt::get((NegB + SqrtVal).sdiv(TwoA));
     ConstantInt *Solution2 = ConstantInt::get((NegB - SqrtVal).sdiv(TwoA));
 
-    return std::make_pair(SCEVUnknown::get(Solution1), 
-                          SCEVUnknown::get(Solution2));
+    return std::make_pair(SE.getConstant(Solution1), 
+                          SE.getConstant(Solution2));
     } // end APIntOps namespace
 }
 
@@ -2216,47 +2885,47 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToZero(SCEV *V, const Loop *L) {
     return UnknownValue;
 
   if (AddRec->isAffine()) {
-    // If this is an affine expression the execution count of this branch is
-    // equal to:
+    // If this is an affine expression, the execution count of this branch is
+    // the minimum unsigned root of the following equation:
+    //
+    //     Start + Step*N = 0 (mod 2^BW)
     //
-    //     (0 - Start/Step)    iff   Start % Step == 0
+    // equivalent to:
     //
+    //             Step*N = -Start (mod 2^BW)
+    //
+    // where BW is the common bit width of Start and Step.
+
     // Get the initial value for the loop.
     SCEVHandle Start = getSCEVAtScope(AddRec->getStart(), L->getParentLoop());
     if (isa<SCEVCouldNotCompute>(Start)) return UnknownValue;
-    SCEVHandle Step = AddRec->getOperand(1);
 
-    Step = getSCEVAtScope(Step, L->getParentLoop());
+    SCEVHandle Step = getSCEVAtScope(AddRec->getOperand(1), L->getParentLoop());
 
-    // Figure out if Start % Step == 0.
-    // FIXME: We should add DivExpr and RemExpr operations to our AST.
     if (SCEVConstant *StepC = dyn_cast<SCEVConstant>(Step)) {
-      if (StepC->getValue()->equalsInt(1))      // N % 1 == 0
-        return SCEV::getNegativeSCEV(Start);  // 0 - Start/1 == -Start
-      if (StepC->getValue()->isAllOnesValue())  // N % -1 == 0
-        return Start;                   // 0 - Start/-1 == Start
-
-      // Check to see if Start is divisible by SC with no remainder.
-      if (SCEVConstant *StartC = dyn_cast<SCEVConstant>(Start)) {
-        ConstantInt *StartCC = StartC->getValue();
-        Constant *StartNegC = ConstantExpr::getNeg(StartCC);
-        Constant *Rem = ConstantExpr::getSRem(StartNegC, StepC->getValue());
-        if (Rem->isNullValue()) {
-          Constant *Result =ConstantExpr::getSDiv(StartNegC,StepC->getValue());
-          return SCEVUnknown::get(Result);
-        }
-      }
+      // For now we handle only constant steps.
+
+      // First, handle unitary steps.
+      if (StepC->getValue()->equalsInt(1))      // 1*N = -Start (mod 2^BW), so:
+        return SE.getNegativeSCEV(Start);       //   N = -Start (as unsigned)
+      if (StepC->getValue()->isAllOnesValue())  // -1*N = -Start (mod 2^BW), so:
+        return Start;                           //    N = Start (as unsigned)
+
+      // Then, try to solve the above equation provided that Start is constant.
+      if (SCEVConstant *StartC = dyn_cast<SCEVConstant>(Start))
+        return SolveLinEquationWithOverflow(StepC->getValue()->getValue(),
+                                            -StartC->getValue()->getValue(),SE);
     }
   } else if (AddRec->isQuadratic() && AddRec->getType()->isInteger()) {
     // If this is a quadratic (3-term) AddRec {L,+,M,+,N}, find the roots of
     // the quadratic equation to solve it.
-    std::pair<SCEVHandle,SCEVHandle> Roots = SolveQuadraticEquation(AddRec);
+    std::pair<SCEVHandle,SCEVHandle> Roots = SolveQuadraticEquation(AddRec, SE);
     SCEVConstant *R1 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.first);
     SCEVConstant *R2 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.second);
     if (R1) {
 #if 0
-      cerr << "HFTZ: " << *V << " - sol#1: " << *R1
-           << "  sol#2: " << *R2 << "\n";
+      errs() << "HFTZ: " << *V << " - sol#1: " << *R1
+             << "  sol#2: " << *R2 << "\n";
 #endif
       // Pick the smallest positive root value.
       if (ConstantInt *CB =
@@ -2268,10 +2937,9 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToZero(SCEV *V, const Loop *L) {
         // We can only use this value if the chrec ends up with an exact zero
         // value at this index.  When solving for "X*X != 5", for example, we
         // should not accept a root of 2.
-        SCEVHandle Val = AddRec->evaluateAtIteration(R1);
-        if (SCEVConstant *EvalVal = dyn_cast<SCEVConstant>(Val))
-          if (EvalVal->getValue()->isZero())
-            return R1;  // We found a quadratic root!
+        SCEVHandle Val = AddRec->evaluateAtIteration(R1, SE);
+        if (Val->isZero())
+          return R1;  // We found a quadratic root!
       }
     }
   }
@@ -2290,11 +2958,8 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToNonZero(SCEV *V, const Loop *L) {
   // If the value is a constant, check to see if it is known to be non-zero
   // already.  If so, the backedge will execute zero times.
   if (SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
-    Constant *Zero = Constant::getNullValue(C->getValue()->getType());
-    Constant *NonZero = 
-      ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_NE, C->getValue(), Zero);
-    if (NonZero == ConstantInt::getTrue())
-      return getSCEV(Zero);
+    if (!C->getValue()->isNullValue())
+      return SE.getIntegerSCEV(0, C->getType());
     return UnknownValue;  // Otherwise it will loop infinitely.
   }
 
@@ -2303,11 +2968,137 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToNonZero(SCEV *V, const Loop *L) {
   return UnknownValue;
 }
 
+/// getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB - Return a predecessor of BB
+/// (which may not be an immediate predecessor) which has exactly one
+/// successor from which BB is reachable, or null if no such block is
+/// found.
+///
+BasicBlock *
+ScalarEvolutionsImpl::getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB) {
+  // If the block has a unique predecessor, the predecessor must have
+  // no other successors from which BB is reachable.
+  if (BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor())
+    return Pred;
+
+  // A loop's header is defined to be a block that dominates the loop.
+  // If the loop has a preheader, it must be a block that has exactly
+  // one successor that can reach BB. This is slightly more strict
+  // than necessary, but works if critical edges are split.
+  if (Loop *L = LI.getLoopFor(BB))
+    return L->getLoopPreheader();
+
+  return 0;
+}
+
+/// isLoopGuardedByCond - Test whether entry to the loop is protected by
+/// a conditional between LHS and RHS.
+bool ScalarEvolutionsImpl::isLoopGuardedByCond(const Loop *L,
+                                               ICmpInst::Predicate Pred,
+                                               SCEV *LHS, SCEV *RHS) {
+  BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  BasicBlock *PreheaderDest = L->getHeader();
+
+  // Starting at the preheader, climb up the predecessor chain, as long as
+  // there are predecessors that can be found that have unique successors
+  // leading to the original header.
+  for (; Preheader;
+       PreheaderDest = Preheader,
+       Preheader = getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(Preheader)) {
+
+    BranchInst *LoopEntryPredicate =
+      dyn_cast<BranchInst>(Preheader->getTerminator());
+    if (!LoopEntryPredicate ||
+        LoopEntryPredicate->isUnconditional())
+      continue;
+
+    ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(LoopEntryPredicate->getCondition());
+    if (!ICI) continue;
+
+    // Now that we found a conditional branch that dominates the loop, check to
+    // see if it is the comparison we are looking for.
+    Value *PreCondLHS = ICI->getOperand(0);
+    Value *PreCondRHS = ICI->getOperand(1);
+    ICmpInst::Predicate Cond;
+    if (LoopEntryPredicate->getSuccessor(0) == PreheaderDest)
+      Cond = ICI->getPredicate();
+    else
+      Cond = ICI->getInversePredicate();
+
+    if (Cond == Pred)
+      ; // An exact match.
+    else if (!ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond) && Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
+      ; // The actual condition is beyond sufficient.
+    else
+      // Check a few special cases.
+      switch (Cond) {
+      case ICmpInst::ICMP_UGT:
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT) {
+          std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+          Cond = ICmpInst::ICMP_ULT;
+          break;
+        }
+        continue;
+      case ICmpInst::ICMP_SGT:
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT) {
+          std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+          Cond = ICmpInst::ICMP_SLT;
+          break;
+        }
+        continue;
+      case ICmpInst::ICMP_NE:
+        // Expressions like (x >u 0) are often canonicalized to (x != 0),
+        // so check for this case by checking if the NE is comparing against
+        // a minimum or maximum constant.
+        if (!ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred))
+          if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(PreCondRHS)) {
+            const APInt &A = CI->getValue();
+            switch (Pred) {
+            case ICmpInst::ICMP_SLT:
+              if (A.isMaxSignedValue()) break;
+              continue;
+            case ICmpInst::ICMP_SGT:
+              if (A.isMinSignedValue()) break;
+              continue;
+            case ICmpInst::ICMP_ULT:
+              if (A.isMaxValue()) break;
+              continue;
+            case ICmpInst::ICMP_UGT:
+              if (A.isMinValue()) break;
+              continue;
+            default:
+              continue;
+            }
+            Cond = ICmpInst::ICMP_NE;
+            // NE is symmetric but the original comparison may not be. Swap
+            // the operands if necessary so that they match below.
+            if (isa<SCEVConstant>(LHS))
+              std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+            break;
+          }
+        continue;
+      default:
+        // We weren't able to reconcile the condition.
+        continue;
+      }
+
+    if (!PreCondLHS->getType()->isInteger()) continue;
+
+    SCEVHandle PreCondLHSSCEV = getSCEV(PreCondLHS);
+    SCEVHandle PreCondRHSSCEV = getSCEV(PreCondRHS);
+    if ((LHS == PreCondLHSSCEV && RHS == PreCondRHSSCEV) ||
+        (LHS == SE.getNotSCEV(PreCondRHSSCEV) &&
+         RHS == SE.getNotSCEV(PreCondLHSSCEV)))
+      return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
 /// HowManyLessThans - Return the number of times a backedge containing the
 /// specified less-than comparison will execute.  If not computable, return
 /// UnknownValue.
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::
-HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L) {
+HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L, bool isSigned) {
   // Only handle:  "ADDREC < LoopInvariant".
   if (!RHS->isLoopInvariant(L)) return UnknownValue;
 
@@ -2317,82 +3108,34 @@ HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L) {
 
   if (AddRec->isAffine()) {
     // FORNOW: We only support unit strides.
-    SCEVHandle One = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(1, RHS->getType());
+    SCEVHandle One = SE.getIntegerSCEV(1, RHS->getType());
     if (AddRec->getOperand(1) != One)
       return UnknownValue;
 
-    // The number of iterations for "[n,+,1] < m", is m-n.  However, we don't
-    // know that m is >= n on input to the loop.  If it is, the condition return
-    // true zero times.  What we really should return, for full generality, is
-    // SMAX(0, m-n).  Since we cannot check this, we will instead check for a
-    // canonical loop form: most do-loops will have a check that dominates the
-    // loop, that only enters the loop if [n-1]<m.  If we can find this check,
-    // we know that the SMAX will evaluate to m-n, because we know that m >= n.
+    // We know the LHS is of the form {n,+,1} and the RHS is some loop-invariant
+    // m.  So, we count the number of iterations in which {n,+,1} < m is true.
+    // Note that we cannot simply return max(m-n,0) because it's not safe to
+    // treat m-n as signed nor unsigned due to overflow possibility.
 
-    // Search for the check.
-    BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
-    BasicBlock *PreheaderDest = L->getHeader();
-    if (Preheader == 0) return UnknownValue;
+    // First, we get the value of the LHS in the first iteration: n
+    SCEVHandle Start = AddRec->getOperand(0);
 
-    BranchInst *LoopEntryPredicate =
-      dyn_cast<BranchInst>(Preheader->getTerminator());
-    if (!LoopEntryPredicate) return UnknownValue;
-
-    // This might be a critical edge broken out.  If the loop preheader ends in
-    // an unconditional branch to the loop, check to see if the preheader has a
-    // single predecessor, and if so, look for its terminator.
-    while (LoopEntryPredicate->isUnconditional()) {
-      PreheaderDest = Preheader;
-      Preheader = Preheader->getSinglePredecessor();
-      if (!Preheader) return UnknownValue;  // Multiple preds.
-      
-      LoopEntryPredicate =
-        dyn_cast<BranchInst>(Preheader->getTerminator());
-      if (!LoopEntryPredicate) return UnknownValue;
-    }
-
-    // Now that we found a conditional branch that dominates the loop, check to
-    // see if it is the comparison we are looking for.
-    if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(LoopEntryPredicate->getCondition())){
-      Value *PreCondLHS = ICI->getOperand(0);
-      Value *PreCondRHS = ICI->getOperand(1);
-      ICmpInst::Predicate Cond;
-      if (LoopEntryPredicate->getSuccessor(0) == PreheaderDest)
-        Cond = ICI->getPredicate();
-      else
-        Cond = ICI->getInversePredicate();
-    
-      switch (Cond) {
-      case ICmpInst::ICMP_UGT:
-        std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
-        Cond = ICmpInst::ICMP_ULT;
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_SGT:
-        std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
-        Cond = ICmpInst::ICMP_SLT;
-        break;
-      default: break;
-      }
-
-      if (Cond == ICmpInst::ICMP_SLT) {
-        if (PreCondLHS->getType()->isInteger()) {
-          if (RHS != getSCEV(PreCondRHS))
-            return UnknownValue;  // Not a comparison against 'm'.
-
-          if (SCEV::getMinusSCEV(AddRec->getOperand(0), One)
-                      != getSCEV(PreCondLHS))
-            return UnknownValue;  // Not a comparison against 'n-1'.
-        }
-        else return UnknownValue;
-      } else if (Cond == ICmpInst::ICMP_ULT)
-        return UnknownValue;
-
-      // cerr << "Computed Loop Trip Count as: " 
-      //      << //  *SCEV::getMinusSCEV(RHS, AddRec->getOperand(0)) << "\n";
-      return SCEV::getMinusSCEV(RHS, AddRec->getOperand(0));
+    if (isLoopGuardedByCond(L,
+                            isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT,
+                            SE.getMinusSCEV(AddRec->getOperand(0), One), RHS)) {
+      // Since we know that the condition is true in order to enter the loop,
+      // we know that it will run exactly m-n times.
+      return SE.getMinusSCEV(RHS, Start);
+    } else {
+      // Then, we get the value of the LHS in the first iteration in which the
+      // above condition doesn't hold.  This equals to max(m,n).
+      SCEVHandle End = isSigned ? SE.getSMaxExpr(RHS, Start)
+                                : SE.getUMaxExpr(RHS, Start);
+
+      // Finally, we subtract these two values to get the number of times the
+      // backedge is executed: max(m,n)-n.
+      return SE.getMinusSCEV(End, Start);
     }
-    else 
-      return UnknownValue;
   }
 
   return UnknownValue;
@@ -2403,29 +3146,29 @@ HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L) {
 /// this is that it returns the first iteration number where the value is not in
 /// the condition, thus computing the exit count. If the iteration count can't
 /// be computed, an instance of SCEVCouldNotCompute is returned.
-SCEVHandle SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range, 
-                                                   bool isSigned) const {
+SCEVHandle SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
+                                                   ScalarEvolution &SE) const {
   if (Range.isFullSet())  // Infinite loop.
-    return new SCEVCouldNotCompute();
+    return SE.getCouldNotCompute();
 
   // If the start is a non-zero constant, shift the range to simplify things.
   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(getStart()))
     if (!SC->getValue()->isZero()) {
       std::vector<SCEVHandle> Operands(op_begin(), op_end());
-      Operands[0] = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, SC->getType());
-      SCEVHandle Shifted = SCEVAddRecExpr::get(Operands, getLoop());
+      Operands[0] = SE.getIntegerSCEV(0, SC->getType());
+      SCEVHandle Shifted = SE.getAddRecExpr(Operands, getLoop());
       if (SCEVAddRecExpr *ShiftedAddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Shifted))
         return ShiftedAddRec->getNumIterationsInRange(
-                           Range.subtract(SC->getValue()->getValue()),isSigned);
+                           Range.subtract(SC->getValue()->getValue()), SE);
       // This is strange and shouldn't happen.
-      return new SCEVCouldNotCompute();
+      return SE.getCouldNotCompute();
     }
 
   // The only time we can solve this is when we have all constant indices.
   // Otherwise, we cannot determine the overflow conditions.
   for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
     if (!isa<SCEVConstant>(getOperand(i)))
-      return new SCEVCouldNotCompute();
+      return SE.getCouldNotCompute();
 
 
   // Okay at this point we know that all elements of the chrec are constants and
@@ -2433,52 +3176,51 @@ SCEVHandle SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
 
   // First check to see if the range contains zero.  If not, the first
   // iteration exits.
-  if (!Range.contains(APInt(getBitWidth(),0))) 
-    return SCEVConstant::get(ConstantInt::get(getType(),0));
+  unsigned BitWidth = SE.getTypeSizeInBits(getType());
+  if (!Range.contains(APInt(BitWidth, 0)))
+    return SE.getConstant(ConstantInt::get(getType(),0));
 
   if (isAffine()) {
     // If this is an affine expression then we have this situation:
     //   Solve {0,+,A} in Range  ===  Ax in Range
 
-    // Since we know that zero is in the range, we know that the upper value of
-    // the range must be the first possible exit value.  Also note that we
-    // already checked for a full range.
-    const APInt &Upper = Range.getUpper();
+    // We know that zero is in the range.  If A is positive then we know that
+    // the upper value of the range must be the first possible exit value.
+    // If A is negative then the lower of the range is the last possible loop
+    // value.  Also note that we already checked for a full range.
+    APInt One(BitWidth,1);
     APInt A     = cast<SCEVConstant>(getOperand(1))->getValue()->getValue();
-    APInt One(getBitWidth(),1);
+    APInt End = A.sge(One) ? (Range.getUpper() - One) : Range.getLower();
 
-    // The exit value should be (Upper+A-1)/A.
-    APInt ExitVal(Upper);
-    if (A != One)
-      ExitVal = (Upper + A - One).sdiv(A);
+    // The exit value should be (End+A)/A.
+    APInt ExitVal = (End + A).udiv(A);
     ConstantInt *ExitValue = ConstantInt::get(ExitVal);
 
     // Evaluate at the exit value.  If we really did fall out of the valid
     // range, then we computed our trip count, otherwise wrap around or other
     // things must have happened.
-    ConstantInt *Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, ExitValue);
+    ConstantInt *Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, ExitValue, SE);
     if (Range.contains(Val->getValue()))
-      return new SCEVCouldNotCompute();  // Something strange happened
+      return SE.getCouldNotCompute();  // Something strange happened
 
     // Ensure that the previous value is in the range.  This is a sanity check.
     assert(Range.contains(
            EvaluateConstantChrecAtConstant(this, 
-           ConstantInt::get(ExitVal - One))->getValue()) &&
+           ConstantInt::get(ExitVal - One), SE)->getValue()) &&
            "Linear scev computation is off in a bad way!");
-    return SCEVConstant::get(cast<ConstantInt>(ExitValue));
+    return SE.getConstant(ExitValue);
   } else if (isQuadratic()) {
     // If this is a quadratic (3-term) AddRec {L,+,M,+,N}, find the roots of the
     // quadratic equation to solve it.  To do this, we must frame our problem in
     // terms of figuring out when zero is crossed, instead of when
     // Range.getUpper() is crossed.
     std::vector<SCEVHandle> NewOps(op_begin(), op_end());
-    NewOps[0] = SCEV::getNegativeSCEV(SCEVUnknown::get(
-                                           ConstantInt::get(Range.getUpper())));
-    SCEVHandle NewAddRec = SCEVAddRecExpr::get(NewOps, getLoop());
+    NewOps[0] = SE.getNegativeSCEV(SE.getConstant(Range.getUpper()));
+    SCEVHandle NewAddRec = SE.getAddRecExpr(NewOps, getLoop());
 
     // Next, solve the constructed addrec
     std::pair<SCEVHandle,SCEVHandle> Roots =
-      SolveQuadraticEquation(cast<SCEVAddRecExpr>(NewAddRec));
+      SolveQuadraticEquation(cast<SCEVAddRecExpr>(NewAddRec), SE);
     SCEVConstant *R1 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.first);
     SCEVConstant *R2 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.second);
     if (R1) {
@@ -2493,50 +3235,30 @@ SCEVHandle SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
         // not be in the range, but the previous one should be.  When solving
         // for "X*X < 5", for example, we should not return a root of 2.
         ConstantInt *R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this,
-                                                             R1->getValue());
+                                                             R1->getValue(),
+                                                             SE);
         if (Range.contains(R1Val->getValue())) {
           // The next iteration must be out of the range...
-          Constant *NextVal = ConstantInt::get(R1->getValue()->getValue()+1);
+          ConstantInt *NextVal = ConstantInt::get(R1->getValue()->getValue()+1);
 
-          R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, NextVal);
+          R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, NextVal, SE);
           if (!Range.contains(R1Val->getValue()))
-            return SCEVUnknown::get(NextVal);
-          return new SCEVCouldNotCompute();  // Something strange happened
+            return SE.getConstant(NextVal);
+          return SE.getCouldNotCompute();  // Something strange happened
         }
 
         // If R1 was not in the range, then it is a good return value.  Make
         // sure that R1-1 WAS in the range though, just in case.
-        Constant *NextVal = ConstantInt::get(R1->getValue()->getValue()-1);
-        R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, NextVal);
+        ConstantInt *NextVal = ConstantInt::get(R1->getValue()->getValue()-1);
+        R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, NextVal, SE);
         if (Range.contains(R1Val->getValue()))
           return R1;
-        return new SCEVCouldNotCompute();  // Something strange happened
+        return SE.getCouldNotCompute();  // Something strange happened
       }
     }
   }
 
-  // Fallback, if this is a general polynomial, figure out the progression
-  // through brute force: evaluate until we find an iteration that fails the
-  // test.  This is likely to be slow, but getting an accurate trip count is
-  // incredibly important, we will be able to simplify the exit test a lot, and
-  // we are almost guaranteed to get a trip count in this case.
-  ConstantInt *TestVal = ConstantInt::get(getType(), 0);
-  ConstantInt *EndVal  = TestVal;  // Stop when we wrap around.
-  do {
-    ++NumBruteForceEvaluations;
-    SCEVHandle Val = evaluateAtIteration(SCEVConstant::get(TestVal));
-    if (!isa<SCEVConstant>(Val))  // This shouldn't happen.
-      return new SCEVCouldNotCompute();
-
-    // Check to see if we found the value!
-    if (!Range.contains(cast<SCEVConstant>(Val)->getValue()->getValue()))
-      return SCEVConstant::get(TestVal);
-
-    // Increment to test the next index.
-    TestVal = ConstantInt::get(TestVal->getValue()+1);
-  } while (TestVal != EndVal);
-
-  return new SCEVCouldNotCompute();
+  return SE.getCouldNotCompute();
 }
 
 
@@ -2546,7 +3268,9 @@ SCEVHandle SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 bool ScalarEvolution::runOnFunction(Function &F) {
-  Impl = new ScalarEvolutionsImpl(F, getAnalysis<LoopInfo>());
+  Impl = new ScalarEvolutionsImpl(*this, F,
+                                  getAnalysis<LoopInfo>(),
+                                  getAnalysisIfAvailable<TargetData>());
   return false;
 }
 
@@ -2560,6 +3284,26 @@ void ScalarEvolution::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addRequiredTransitive<LoopInfo>();
 }
 
+bool ScalarEvolution::isSCEVable(const Type *Ty) const {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->isSCEVable(Ty);
+}
+
+uint64_t ScalarEvolution::getTypeSizeInBits(const Type *Ty) const {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getTypeSizeInBits(Ty);
+}
+
+const Type *ScalarEvolution::getEffectiveSCEVType(const Type *Ty) const {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getEffectiveSCEVType(Ty);
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getCouldNotCompute() {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getCouldNotCompute();
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getIntegerSCEV(Val, Ty);
+}
+
 SCEVHandle ScalarEvolution::getSCEV(Value *V) const {
   return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getSCEV(V);
 }
@@ -2577,46 +3321,92 @@ void ScalarEvolution::setSCEV(Value *V, const SCEVHandle &H) {
   ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->setSCEV(V, H);
 }
 
+/// getNegativeSCEV - Return a SCEV corresponding to -V = -1*V
+///
+SCEVHandle ScalarEvolution::getNegativeSCEV(const SCEVHandle &V) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getNegativeSCEV(V);
+}
+
+/// getNotSCEV - Return a SCEV corresponding to ~V = -1-V
+///
+SCEVHandle ScalarEvolution::getNotSCEV(const SCEVHandle &V) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getNotSCEV(V);
+}
+
+/// getMinusSCEV - Return a SCEV corresponding to LHS - RHS.
+///
+SCEVHandle ScalarEvolution::getMinusSCEV(const SCEVHandle &LHS,
+                                         const SCEVHandle &RHS) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getMinusSCEV(LHS, RHS);
+}
+
+/// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
+/// of the input value to the specified type.  If the type must be
+/// extended, it is zero extended.
+SCEVHandle ScalarEvolution::getTruncateOrZeroExtend(const SCEVHandle &V,
+                                                    const Type *Ty) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getTruncateOrZeroExtend(V, Ty);
+}
 
-SCEVHandle ScalarEvolution::getIterationCount(const Loop *L) const {
-  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getIterationCount(L);
+/// getTruncateOrSignExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
+/// of the input value to the specified type.  If the type must be
+/// extended, it is sign extended.
+SCEVHandle ScalarEvolution::getTruncateOrSignExtend(const SCEVHandle &V,
+                                                    const Type *Ty) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getTruncateOrSignExtend(V, Ty);
 }
 
-bool ScalarEvolution::hasLoopInvariantIterationCount(const Loop *L) const {
-  return !isa<SCEVCouldNotCompute>(getIterationCount(L));
+
+bool ScalarEvolution::isLoopGuardedByCond(const Loop *L,
+                                          ICmpInst::Predicate Pred,
+                                          SCEV *LHS, SCEV *RHS) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->isLoopGuardedByCond(L, Pred,
+                                                            LHS, RHS);
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getBackedgeTakenCount(const Loop *L) const {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getBackedgeTakenCount(L);
+}
+
+bool ScalarEvolution::hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(const Loop *L) const {
+  return !isa<SCEVCouldNotCompute>(getBackedgeTakenCount(L));
+}
+
+void ScalarEvolution::forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->forgetLoopBackedgeTakenCount(L);
 }
 
 SCEVHandle ScalarEvolution::getSCEVAtScope(Value *V, const Loop *L) const {
   return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->getSCEVAtScope(getSCEV(V), L);
 }
 
-void ScalarEvolution::deleteInstructionFromRecords(Instruction *I) const {
-  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->deleteInstructionFromRecords(I);
+void ScalarEvolution::deleteValueFromRecords(Value *V) const {
+  return ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->deleteValueFromRecords(V);
 }
 
-static void PrintLoopInfo(std::ostream &OS, const ScalarEvolution *SE,
+static void PrintLoopInfo(raw_ostream &OS, const ScalarEvolution *SE,
                           const Loop *L) {
   // Print all inner loops first
   for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
     PrintLoopInfo(OS, SE, *I);
 
-  cerr << "Loop " << L->getHeader()->getName() << ": ";
+  OS << "Loop " << L->getHeader()->getName() << ": ";
 
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
   if (ExitBlocks.size() != 1)
-    cerr << "<multiple exits> ";
+    OS << "<multiple exits> ";
 
-  if (SE->hasLoopInvariantIterationCount(L)) {
-    cerr << *SE->getIterationCount(L) << " iterations! ";
+  if (SE->hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(L)) {
+    OS << "backedge-taken count is " << *SE->getBackedgeTakenCount(L);
   } else {
-    cerr << "Unpredictable iteration count. ";
+    OS << "Unpredictable backedge-taken count. ";
   }
 
-  cerr << "\n";
+  OS << "\n";
 }
 
-void ScalarEvolution::print(std::ostream &OS, const Module* ) const {
+void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module* ) const {
   Function &F = ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->F;
   LoopInfo &LI = ((ScalarEvolutionsImpl*)Impl)->LI;
 
@@ -2624,17 +3414,11 @@ void ScalarEvolution::print(std::ostream &OS, const Module* ) const {
   for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
     if (I->getType()->isInteger()) {
       OS << *I;
-      OS << "  --> ";
+      OS << "  -->  ";
       SCEVHandle SV = getSCEV(&*I);
       SV->print(OS);
       OS << "\t\t";
 
-      if ((*I).getType()->isInteger()) {
-        ConstantRange Bounds = SV->getValueRange();
-        if (!Bounds.isFullSet())
-          OS << "Bounds: " << Bounds << " ";
-      }
-
       if (const Loop *L = LI.getLoopFor((*I).getParent())) {
         OS << "Exits: ";
         SCEVHandle ExitValue = getSCEVAtScope(&*I, L->getParentLoop());
@@ -2654,3 +3438,7 @@ void ScalarEvolution::print(std::ostream &OS, const Module* ) const {
     PrintLoopInfo(OS, this, *I);
 }
 
+void ScalarEvolution::print(std::ostream &o, const Module *M) const {
+  raw_os_ostream OS(o);
+  print(OS, M);
+}