don't build bzip2 for now
[oota-llvm.git] / lib / Support / APInt.cpp
index 51a1c147f0ae220aded7633291260e21466a7d0c..4142c6ec8bc4a495f9178617ad61871737d8d3c0 100644 (file)
@@ -2,26 +2,33 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Sheng Zhou and is distributed under the
+// This file was developed by Sheng Zhou and is distributed under the 
 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file implements a class to represent arbitrary precision integral
-// constant values.
+// This file implements a class to represent arbitrary precision integer
+// constant values and provide a variety of arithmetic operations on them.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "apint"
 #include "llvm/ADT/APInt.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
+#include <math.h>
+#include <limits>
 #include <cstring>
 #include <cstdlib>
-#include <cmath>
+#ifndef NDEBUG
+#include <iomanip>
+#endif
+
 using namespace llvm;
 
-// A utility function for allocating memory, checking for allocation failures,
-// and ensuring the contents is zeroed.
+/// A utility function for allocating memory, checking for allocation failures,
+/// and ensuring the contents are zeroed.
 inline static uint64_t* getClearedMemory(uint32_t numWords) {
   uint64_t * result = new uint64_t[numWords];
   assert(result && "APInt memory allocation fails!");
@@ -29,91 +36,112 @@ inline static uint64_t* getClearedMemory(uint32_t numWords) {
   return result;
 }
 
-// A utility function for allocating memory and checking for allocation failure.
+/// A utility function for allocating memory and checking for allocation 
+/// failure.  The content is not zeroed.
 inline static uint64_t* getMemory(uint32_t numWords) {
   uint64_t * result = new uint64_t[numWords];
   assert(result && "APInt memory allocation fails!");
   return result;
 }
 
-APInt::APInt(uint32_t numBits, uint64_t val)
-  : BitWidth(numBits), pVal(0) {
+APInt::APInt(uint32_t numBits, uint64_t val, bool isSigned) 
+  : BitWidth(numBits), VAL(0) {
   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
-  if (isSingleWord()) 
-    VAL = val & (~uint64_t(0ULL) >> (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth));
+  if (isSingleWord())
+    VAL = val;
   else {
     pVal = getClearedMemory(getNumWords());
     pVal[0] = val;
+    if (isSigned && int64_t(val) < 0) 
+      for (unsigned i = 1; i < getNumWords(); ++i)
+        pVal[i] = -1ULL;
   }
+  clearUnusedBits();
 }
 
 APInt::APInt(uint32_t numBits, uint32_t numWords, uint64_t bigVal[])
-  : BitWidth(numBits), pVal(0)  {
+  : BitWidth(numBits), VAL(0)  {
   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
   assert(bigVal && "Null pointer detected!");
   if (isSingleWord())
-    VAL = bigVal[0] & (~uint64_t(0ULL) >> (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth));
+    VAL = bigVal[0];
   else {
-    pVal = getMemory(getNumWords());
-    // Calculate the actual length of bigVal[].
-    uint32_t maxN = std::max<uint32_t>(numWords, getNumWords());
-    uint32_t minN = std::min<uint32_t>(numWords, getNumWords());
-    memcpy(pVal, bigVal, (minN - 1) * APINT_WORD_SIZE);
-    pVal[minN-1] = bigVal[minN-1] & 
-                    (~uint64_t(0ULL) >> 
-                     (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD));
-    if (maxN == getNumWords())
-      memset(pVal+numWords, 0, (getNumWords() - numWords) * APINT_WORD_SIZE);
+    // Get memory, cleared to 0
+    pVal = getClearedMemory(getNumWords());
+    // Calculate the number of words to copy
+    uint32_t words = std::min<uint32_t>(numWords, getNumWords());
+    // Copy the words from bigVal to pVal
+    memcpy(pVal, bigVal, words * APINT_WORD_SIZE);
   }
+  // Make sure unused high bits are cleared
+  clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Create a new APInt by translating the char array represented
-/// integer value.
 APInt::APInt(uint32_t numbits, const char StrStart[], uint32_t slen, 
              uint8_t radix) 
-  : BitWidth(numbits), pVal(0) {
+  : BitWidth(numbits), VAL(0) {
   fromString(numbits, StrStart, slen, radix);
 }
 
-/// @brief Create a new APInt by translating the string represented
-/// integer value.
 APInt::APInt(uint32_t numbits, const std::string& Val, uint8_t radix)
-  : BitWidth(numbits), pVal(0) {
+  : BitWidth(numbits), VAL(0) {
   assert(!Val.empty() && "String empty?");
   fromString(numbits, Val.c_str(), Val.size(), radix);
 }
 
-/// @brief Copy constructor
-APInt::APInt(const APInt& APIVal)
-  : BitWidth(APIVal.BitWidth), pVal(0) {
+APInt::APInt(const APInt& that)
+  : BitWidth(that.BitWidth), VAL(0) {
   if (isSingleWord()) 
-    VAL = APIVal.VAL;
+    VAL = that.VAL;
   else {
     pVal = getMemory(getNumWords());
-    memcpy(pVal, APIVal.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
+    memcpy(pVal, that.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
   }
 }
 
 APInt::~APInt() {
   if (!isSingleWord() && pVal) 
-    delete[] pVal;
+    delete [] pVal;
 }
 
-/// @brief Copy assignment operator. Create a new object from the given
-/// APInt one by initialization.
 APInt& APInt::operator=(const APInt& RHS) {
-  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
-  if (isSingleWord()) 
+  // Don't do anything for X = X
+  if (this == &RHS)
+    return *this;
+
+  // If the bitwidths are the same, we can avoid mucking with memory
+  if (BitWidth == RHS.getBitWidth()) {
+    if (isSingleWord()) 
+      VAL = RHS.VAL;
+    else
+      memcpy(pVal, RHS.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
+    return *this;
+  }
+
+  if (isSingleWord())
+    if (RHS.isSingleWord())
+      VAL = RHS.VAL;
+    else {
+      VAL = 0;
+      pVal = getMemory(RHS.getNumWords());
+      memcpy(pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
+    }
+  else if (getNumWords() == RHS.getNumWords()) 
+    memcpy(pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
+  else if (RHS.isSingleWord()) {
+    delete [] pVal;
     VAL = RHS.VAL;
-  else
-    memcpy(pVal, RHS.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-  return *this;
+  } else {
+    delete [] pVal;
+    pVal = getMemory(RHS.getNumWords());
+    memcpy(pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
+  }
+  BitWidth = RHS.BitWidth;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Assignment operator. Assigns a common case integer value to 
-/// the APInt.
 APInt& APInt::operator=(uint64_t RHS) {
   if (isSingleWord()) 
     VAL = RHS;
@@ -121,22 +149,20 @@ APInt& APInt::operator=(uint64_t RHS) {
     pVal[0] = RHS;
     memset(pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
   }
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
 /// add_1 - This function adds a single "digit" integer, y, to the multiple 
 /// "digit" integer array,  x[]. x[] is modified to reflect the addition and
 /// 1 is returned if there is a carry out, otherwise 0 is returned.
 /// @returns the carry of the addition.
-static uint64_t add_1(uint64_t dest[], 
-                             uint64_t x[], uint32_t len, 
-                             uint64_t y) {
+static bool add_1(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t len, uint64_t y) {
   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
     dest[i] = y + x[i];
     if (dest[i] < y)
-      y = 1;
+      y = 1; // Carry one to next digit.
     else {
-      y = 0;
+      y = 0; // No need to carry so exit early
       break;
     }
   }
@@ -149,8 +175,7 @@ APInt& APInt::operator++() {
     ++VAL;
   else
     add_1(pVal, pVal, getNumWords(), 1);
-  clearUnusedBits();
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
 /// sub_1 - This function subtracts a single "digit" (64-bit word), y, from 
@@ -158,8 +183,8 @@ APInt& APInt::operator++() {
 /// no further borrowing is neeeded or it runs out of "digits" in x.  The result
 /// is 1 if "borrowing" exhausted the digits in x, or 0 if x was not exhausted.
 /// In other words, if y > x then this function returns 1, otherwise 0.
-static uint64_t sub_1(uint64_t x[], uint32_t len, 
-                             uint64_t y) {
+/// @returns the borrow out of the subtraction
+static bool sub_1(uint64_t x[], uint32_t len, uint64_t y) {
   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
     uint64_t X = x[i];
     x[i] -= y;
@@ -170,7 +195,7 @@ static uint64_t sub_1(uint64_t x[], uint32_t len,
       break;  // Remaining digits are unchanged so exit early
     }
   }
-  return y;
+  return bool(y);
 }
 
 /// @brief Prefix decrement operator. Decrements the APInt by one.
@@ -179,99 +204,78 @@ APInt& APInt::operator--() {
     --VAL;
   else
     sub_1(pVal, getNumWords(), 1);
-  clearUnusedBits();
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// add - This function adds the integer array x[] by integer array
-/// y[] and returns the carry.
-static uint64_t add(uint64_t dest[], uint64_t x[], 
-                           uint64_t y[], uint32_t len) {
-  uint32_t carry = 0;
+/// add - This function adds the integer array x to the integer array Y and
+/// places the result in dest. 
+/// @returns the carry out from the addition
+/// @brief General addition of 64-bit integer arrays
+static bool add(uint64_t *dest, const uint64_t *x, const uint64_t *y, 
+                uint32_t len) {
+  bool carry = false;
   for (uint32_t i = 0; i< len; ++i) {
-    carry += x[i];
-    dest[i] = carry + y[i];
-    carry = carry < x[i] ? 1 : (dest[i] < carry ? 1 : 0);
+    uint64_t limit = std::min(x[i],y[i]); // must come first in case dest == x
+    dest[i] = x[i] + y[i] + carry;
+    carry = dest[i] < limit || (carry && dest[i] == limit);
   }
   return carry;
 }
 
-/// @brief Addition assignment operator. Adds this APInt by the given APInt&
-/// RHS and assigns the result to this APInt.
+/// Adds the RHS APint to this APInt.
+/// @returns this, after addition of RHS.
+/// @brief Addition assignment operator. 
 APInt& APInt::operator+=(const APInt& RHS) {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
-  if (isSingleWord()) VAL += RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL += RHS.VAL;
   else {
-    if (RHS.isSingleWord()) add_1(pVal, pVal, getNumWords(), RHS.VAL);
-    else {
-      if (getNumWords() <= RHS.getNumWords()) 
-        add(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
-      else {
-        uint64_t carry = add(pVal, pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords());
-        add_1(pVal + RHS.getNumWords(), pVal + RHS.getNumWords(), 
-              getNumWords() - RHS.getNumWords(), carry);
-      }
-    }
+    add(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
   }
-  clearUnusedBits();
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// sub - This function subtracts the integer array x[] by
-/// integer array y[], and returns the borrow-out carry.
-static uint64_t sub(uint64_t dest[], uint64_t x[], 
-                           uint64_t y[], uint32_t len) {
-  // Carry indicator.
-  uint64_t cy = 0;
-  
+/// Subtracts the integer array y from the integer array x 
+/// @returns returns the borrow out.
+/// @brief Generalized subtraction of 64-bit integer arrays.
+static bool sub(uint64_t *dest, const uint64_t *x, const uint64_t *y, 
+                uint32_t len) {
+  bool borrow = false;
   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
-    uint64_t Y = y[i], X = x[i];
-    Y += cy;
-
-    cy = Y < cy ? 1 : 0;
-    Y = X - Y;
-    cy += Y > X ? 1 : 0;
-    dest[i] = Y;
+    uint64_t x_tmp = borrow ? x[i] - 1 : x[i];
+    borrow = y[i] > x_tmp || (borrow && x[i] == 0);
+    dest[i] = x_tmp - y[i];
   }
-  return cy;
+  return borrow;
 }
 
-/// @brief Subtraction assignment operator. Subtracts this APInt by the given
-/// APInt &RHS and assigns the result to this APInt.
+/// Subtracts the RHS APInt from this APInt
+/// @returns this, after subtraction
+/// @brief Subtraction assignment operator. 
 APInt& APInt::operator-=(const APInt& RHS) {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord()) 
-    VAL -= RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
-  else {
-    if (RHS.isSingleWord())
-      sub_1(pVal, getNumWords(), RHS.VAL);
-    else {
-      if (RHS.getNumWords() < getNumWords()) { 
-        uint64_t carry = sub(pVal, pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords());
-        sub_1(pVal + RHS.getNumWords(), getNumWords() - RHS.getNumWords(), 
-              carry); 
-      }
-      else
-        sub(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
-    }
-  }
-  clearUnusedBits();
-  return *this;
+    VAL -= RHS.VAL;
+  else
+    sub(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// mul_1 - This function performs the multiplication operation on a
-/// large integer (represented as an integer array) and a uint64_t integer.
-/// @returns the carry of the multiplication.
-static uint64_t mul_1(uint64_t dest[], 
-                             uint64_t x[], uint32_t len, 
-                             uint64_t y) {
-  // Split y into high 32-bit part and low 32-bit part.
+/// Multiplies an integer array, x by a a uint64_t integer and places the result
+/// into dest. 
+/// @returns the carry out of the multiplication.
+/// @brief Multiply a multi-digit APInt by a single digit (64-bit) integer.
+static uint64_t mul_1(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t len, uint64_t y) {
+  // Split y into high 32-bit part (hy)  and low 32-bit part (ly)
   uint64_t ly = y & 0xffffffffULL, hy = y >> 32;
-  uint64_t carry = 0, lx, hx;
+  uint64_t carry = 0;
+
+  // For each digit of x.
   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
-    lx = x[i] & 0xffffffffULL;
-    hx = x[i] >> 32;
-    // hasCarry - A flag to indicate if has carry.
+    // Split x into high and low words
+    uint64_t lx = x[i] & 0xffffffffULL;
+    uint64_t hx = x[i] >> 32;
+    // hasCarry - A flag to indicate if there is a carry to the next digit.
     // hasCarry == 0, no carry
     // hasCarry == 1, has carry
     // hasCarry == 2, no carry and the calculation result == 0.
@@ -289,20 +293,18 @@ static uint64_t mul_1(uint64_t dest[],
     carry = (((!carry && hasCarry != 2) || hasCarry == 1) ? (1ULL << 32) : 0) + 
             (carry >> 32) + ((lx * hy) >> 32) + hx * hy;
   }
-
   return carry;
 }
 
-/// mul - This function multiplies integer array x[] by integer array y[] and
-/// stores the result into integer array dest[].
-/// Note the array dest[]'s size should no less than xlen + ylen.
-static void mul(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t xlen,
-                uint64_t y[], uint32_t ylen) {
+/// Multiplies integer array x by integer array y and stores the result into 
+/// the integer array dest. Note that dest's size must be >= xlen + ylen.
+/// @brief Generalized multiplicate of integer arrays.
+static void mul(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t xlen, uint64_t y[], 
+                uint32_t ylen) {
   dest[xlen] = mul_1(dest, x, xlen, y[0]);
-
   for (uint32_t i = 1; i < ylen; ++i) {
     uint64_t ly = y[i] & 0xffffffffULL, hy = y[i] >> 32;
-    uint64_t carry = 0, lx, hx;
+    uint64_t carry = 0, lx = 0, hx = 0;
     for (uint32_t j = 0; j < xlen; ++j) {
       lx = x[j] & 0xffffffffULL;
       hx = x[j] >> 32;
@@ -327,39 +329,47 @@ static void mul(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t xlen,
   }
 }
 
-/// @brief Multiplication assignment operator. Multiplies this APInt by the 
-/// given APInt& RHS and assigns the result to this APInt.
 APInt& APInt::operator*=(const APInt& RHS) {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
-  if (isSingleWord()) VAL *= RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
-  else {
-    // one-based first non-zero bit position.
-    uint32_t first = getActiveBits();
-    uint32_t xlen = !first ? 0 : whichWord(first - 1) + 1;
-    if (!xlen) 
-      return *this;
-    else if (RHS.isSingleWord()) 
-      mul_1(pVal, pVal, xlen, RHS.VAL);
-    else {
-      first = RHS.getActiveBits();
-      uint32_t ylen = !first ? 0 : whichWord(first - 1) + 1;
-      if (!ylen) {
-        memset(pVal, 0, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-        return *this;
-      }
-      uint64_t *dest = getMemory(xlen+ylen);
-      mul(dest, pVal, xlen, RHS.pVal, ylen);
-      memcpy(pVal, dest, ((xlen + ylen >= getNumWords()) ? 
-                         getNumWords() : xlen + ylen) * APINT_WORD_SIZE);
-      delete[] dest;
-    }
+  if (isSingleWord()) {
+    VAL *= RHS.VAL;
+    clearUnusedBits();
+    return *this;
   }
-  clearUnusedBits();
+
+  // Get some bit facts about LHS and check for zero
+  uint32_t lhsBits = getActiveBits();
+  uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : whichWord(lhsBits - 1) + 1;
+  if (!lhsWords) 
+    // 0 * X ===> 0
+    return *this;
+
+  // Get some bit facts about RHS and check for zero
+  uint32_t rhsBits = RHS.getActiveBits();
+  uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : whichWord(rhsBits - 1) + 1;
+  if (!rhsWords) {
+    // X * 0 ===> 0
+    clear();
+    return *this;
+  }
+
+  // Allocate space for the result
+  uint32_t destWords = rhsWords + lhsWords;
+  uint64_t *dest = getMemory(destWords);
+
+  // Perform the long multiply
+  mul(dest, pVal, lhsWords, RHS.pVal, rhsWords);
+
+  // Copy result back into *this
+  clear();
+  uint32_t wordsToCopy = destWords >= getNumWords() ? getNumWords() : destWords;
+  memcpy(pVal, dest, wordsToCopy * APINT_WORD_SIZE);
+
+  // delete dest array and return
+  delete[] dest;
   return *this;
 }
 
-/// @brief Bitwise AND assignment operator. Performs bitwise AND operation on
-/// this APInt and the given APInt& RHS, assigns the result to this APInt.
 APInt& APInt::operator&=(const APInt& RHS) {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord()) {
@@ -372,8 +382,6 @@ APInt& APInt::operator&=(const APInt& RHS) {
   return *this;
 }
 
-/// @brief Bitwise OR assignment operator. Performs bitwise OR operation on 
-/// this APInt and the given APInt& RHS, assigns the result to this APInt.
 APInt& APInt::operator|=(const APInt& RHS) {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord()) {
@@ -386,62 +394,57 @@ APInt& APInt::operator|=(const APInt& RHS) {
   return *this;
 }
 
-/// @brief Bitwise XOR assignment operator. Performs bitwise XOR operation on
-/// this APInt and the given APInt& RHS, assigns the result to this APInt.
 APInt& APInt::operator^=(const APInt& RHS) {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord()) {
     VAL ^= RHS.VAL;
+    this->clearUnusedBits();
     return *this;
   } 
   uint32_t numWords = getNumWords();
   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
     pVal[i] ^= RHS.pVal[i];
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Bitwise AND operator. Performs bitwise AND operation on this APInt
-/// and the given APInt& RHS.
 APInt APInt::operator&(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord())
     return APInt(getBitWidth(), VAL & RHS.VAL);
 
-  APInt Result(*this);
   uint32_t numWords = getNumWords();
+  uint64_t* val = getMemory(numWords);
   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
-    Result.pVal[i] &= RHS.pVal[i];
-  return Result;
+    val[i] = pVal[i] & RHS.pVal[i];
+  return APInt(val, getBitWidth());
 }
 
-/// @brief Bitwise OR operator. Performs bitwise OR operation on this APInt 
-/// and the given APInt& RHS.
 APInt APInt::operator|(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord())
     return APInt(getBitWidth(), VAL | RHS.VAL);
-  APInt Result(*this);
+
   uint32_t numWords = getNumWords();
+  uint64_t *val = getMemory(numWords);
   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
-    Result.pVal[i] |= RHS.pVal[i];
-  return Result;
+    val[i] = pVal[i] | RHS.pVal[i];
+  return APInt(val, getBitWidth());
 }
 
-/// @brief Bitwise XOR operator. Performs bitwise XOR operation on this APInt
-/// and the given APInt& RHS.
 APInt APInt::operator^(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord())
-    return APInt(getBitWidth(), VAL ^ RHS.VAL);
-  APInt Result(*this);
+    return APInt(BitWidth, VAL ^ RHS.VAL);
+
   uint32_t numWords = getNumWords();
+  uint64_t *val = getMemory(numWords);
   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
-    Result.pVal[i] ^= RHS.pVal[i];
-  return Result;
+    val[i] = pVal[i] ^ RHS.pVal[i];
+
+  // 0^0==1 so clear the high bits in case they got set.
+  return APInt(val, getBitWidth()).clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Logical negation operator. Performs logical negation operation on
-/// this APInt.
 bool APInt::operator !() const {
   if (isSingleWord())
     return !VAL;
@@ -452,93 +455,105 @@ bool APInt::operator !() const {
   return true;
 }
 
-/// @brief Multiplication operator. Multiplies this APInt by the given APInt& 
-/// RHS.
 APInt APInt::operator*(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
-  APInt API(RHS);
-  API *= *this;
-  API.clearUnusedBits();
-  return API;
+  if (isSingleWord())
+    return APInt(BitWidth, VAL * RHS.VAL);
+  APInt Result(*this);
+  Result *= RHS;
+  return Result.clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Addition operator. Adds this APInt by the given APInt& RHS.
 APInt APInt::operator+(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
-  APInt API(*this);
-  API += RHS;
-  API.clearUnusedBits();
-  return API;
+  if (isSingleWord())
+    return APInt(BitWidth, VAL + RHS.VAL);
+  APInt Result(BitWidth, 0);
+  add(Result.pVal, this->pVal, RHS.pVal, getNumWords());
+  return Result.clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Subtraction operator. Subtracts this APInt by the given APInt& RHS
 APInt APInt::operator-(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
-  APInt API(*this);
-  API -= RHS;
-  return API;
+  if (isSingleWord())
+    return APInt(BitWidth, VAL - RHS.VAL);
+  APInt Result(BitWidth, 0);
+  sub(Result.pVal, this->pVal, RHS.pVal, getNumWords());
+  return Result.clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Array-indexing support.
 bool APInt::operator[](uint32_t bitPosition) const {
-  return (maskBit(bitPosition) & (isSingleWord() ? 
-          VAL : pVal[whichWord(bitPosition)])) != 0;
+  return (maskBit(bitPosition) & 
+          (isSingleWord() ?  VAL : pVal[whichWord(bitPosition)])) != 0;
 }
 
-/// @brief Equality operator. Compare this APInt with the given APInt& RHS 
-/// for the validity of the equality relationship.
 bool APInt::operator==(const APInt& RHS) const {
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Comparison requires equal bit widths");
+  if (isSingleWord())
+    return VAL == RHS.VAL;
+
+  // Get some facts about the number of bits used in the two operands.
   uint32_t n1 = getActiveBits();
   uint32_t n2 = RHS.getActiveBits();
-  if (n1 != n2) return false;
-  else if (isSingleWord()) 
-    return VAL == (RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0]);
-  else {
-    if (n1 <= APINT_BITS_PER_WORD)
-      return pVal[0] == (RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0]);
-    for (int i = whichWord(n1 - 1); i >= 0; --i)
-      if (pVal[i] != RHS.pVal[i]) return false;
-  }
+
+  // If the number of bits isn't the same, they aren't equal
+  if (n1 != n2) 
+    return false;
+
+  // If the number of bits fits in a word, we only need to compare the low word.
+  if (n1 <= APINT_BITS_PER_WORD)
+    return pVal[0] == RHS.pVal[0];
+
+  // Otherwise, compare everything
+  for (int i = whichWord(n1 - 1); i >= 0; --i)
+    if (pVal[i] != RHS.pVal[i]) 
+      return false;
   return true;
 }
 
-/// @brief Equality operator. Compare this APInt with the given uint64_t value 
-/// for the validity of the equality relationship.
 bool APInt::operator==(uint64_t Val) const {
   if (isSingleWord())
     return VAL == Val;
-  else {
-    uint32_t n = getActiveBits(); 
-    if (n <= APINT_BITS_PER_WORD)
-      return pVal[0] == Val;
-    else
-      return false;
-  }
+
+  uint32_t n = getActiveBits(); 
+  if (n <= APINT_BITS_PER_WORD)
+    return pVal[0] == Val;
+  else
+    return false;
 }
 
-/// @brief Unsigned less than comparison
 bool APInt::ult(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be same for comparison");
   if (isSingleWord())
     return VAL < RHS.VAL;
-  else {
-    uint32_t n1 = getActiveBits();
-    uint32_t n2 = RHS.getActiveBits();
-    if (n1 < n2)
-      return true;
-    else if (n2 < n1)
+
+  // Get active bit length of both operands
+  uint32_t n1 = getActiveBits();
+  uint32_t n2 = RHS.getActiveBits();
+
+  // If magnitude of LHS is less than RHS, return true.
+  if (n1 < n2)
+    return true;
+
+  // If magnitude of RHS is greather than LHS, return false.
+  if (n2 < n1)
+    return false;
+
+  // If they bot fit in a word, just compare the low order word
+  if (n1 <= APINT_BITS_PER_WORD && n2 <= APINT_BITS_PER_WORD)
+    return pVal[0] < RHS.pVal[0];
+
+  // Otherwise, compare all words
+  uint32_t topWord = whichWord(std::max(n1,n2)-1);
+  for (int i = topWord; i >= 0; --i) {
+    if (pVal[i] > RHS.pVal[i]) 
       return false;
-    else if (n1 <= APINT_BITS_PER_WORD && n2 <= APINT_BITS_PER_WORD)
-      return pVal[0] < RHS.pVal[0];
-    for (int i = whichWord(n1 - 1); i >= 0; --i) {
-      if (pVal[i] > RHS.pVal[i]) return false;
-      else if (pVal[i] < RHS.pVal[i]) return true;
-    }
+    if (pVal[i] < RHS.pVal[i]) 
+      return true;
   }
   return false;
 }
 
-/// @brief Signed less than comparison
 bool APInt::slt(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be same for comparison");
   if (isSingleWord()) {
@@ -548,49 +563,52 @@ bool APInt::slt(const APInt& RHS) const {
   }
 
   APInt lhs(*this);
-  APInt rhs(*this);
-  bool lhsNegative = false;
-  bool rhsNegative = false;
-  if (lhs[BitWidth-1]) {
-    lhsNegative = true;
+  APInt rhs(RHS);
+  bool lhsNeg = isNegative();
+  bool rhsNeg = rhs.isNegative();
+  if (lhsNeg) {
+    // Sign bit is set so perform two's complement to make it positive
     lhs.flip();
     lhs++;
   }
-  if (rhs[BitWidth-1]) {
-    rhsNegative = true;
+  if (rhsNeg) {
+    // Sign bit is set so perform two's complement to make it positive
     rhs.flip();
     rhs++;
   }
-  if (lhsNegative)
-    if (rhsNegative)
-      return !lhs.ult(rhs);
+
+  // Now we have unsigned values to compare so do the comparison if necessary
+  // based on the negativeness of the values.
+  if (lhsNeg)
+    if (rhsNeg)
+      return lhs.ugt(rhs);
     else
       return true;
-  else if (rhsNegative)
+  else if (rhsNeg)
     return false;
   else 
     return lhs.ult(rhs);
 }
 
-/// Set the given bit to 1 whose poition is given as "bitPosition".
-/// @brief Set a given bit to 1.
 APInt& APInt::set(uint32_t bitPosition) {
-  if (isSingleWord()) VAL |= maskBit(bitPosition);
-  else pVal[whichWord(bitPosition)] |= maskBit(bitPosition);
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL |= maskBit(bitPosition);
+  else 
+    pVal[whichWord(bitPosition)] |= maskBit(bitPosition);
   return *this;
 }
 
-/// @brief Set every bit to 1.
 APInt& APInt::set() {
-  if (isSingleWord()) 
-    VAL = ~0ULL >> (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
-  else {
-    for (uint32_t i = 0; i < getNumWords() - 1; ++i)
-      pVal[i] = -1ULL;
-    pVal[getNumWords() - 1] = ~0ULL >> 
-      (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD);
+  if (isSingleWord()) {
+    VAL = -1ULL;
+    return clearUnusedBits();
   }
-  return *this;
+
+  // Set all the bits in all the words.
+  for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
+    pVal[i] = -1ULL;
+  // Clear the unused ones
+  return clearUnusedBits();
 }
 
 /// Set the given bit to 0 whose position is given as "bitPosition".
@@ -615,24 +633,20 @@ APInt& APInt::clear() {
 /// @brief Bitwise NOT operator. Performs a bitwise logical NOT operation on
 /// this APInt.
 APInt APInt::operator~() const {
-  APInt API(*this);
-  API.flip();
-  return API;
+  APInt Result(*this);
+  Result.flip();
+  return Result;
 }
 
 /// @brief Toggle every bit to its opposite value.
 APInt& APInt::flip() {
-  if (isSingleWord()) VAL = (~(VAL << 
-        (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth))) >> (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
-  else {
-    uint32_t i = 0;
-    for (; i < getNumWords() - 1; ++i)
-      pVal[i] = ~pVal[i];
-    uint32_t offset = 
-      APINT_BITS_PER_WORD - (BitWidth - APINT_BITS_PER_WORD * (i - 1));
-    pVal[i] = (~(pVal[i] << offset)) >> offset;
+  if (isSingleWord()) {
+    VAL ^= -1ULL;
+    return clearUnusedBits();
   }
-  return *this;
+  for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
+    pVal[i] ^= -1ULL;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
 /// Toggle a given bit to its opposite value whose position is given 
@@ -645,37 +659,54 @@ APInt& APInt::flip(uint32_t bitPosition) {
   return *this;
 }
 
-/// getMaxValue - This function returns the largest value
-/// for an APInt of the specified bit-width and if isSign == true,
-/// it should be largest signed value, otherwise unsigned value.
-APInt APInt::getMaxValue(uint32_t numBits, bool isSign) {
-  APInt Result(numBits, 0);
-  Result.set();
-  if (isSign) 
-    Result.clear(numBits - 1);
-  return Result;
-}
+uint32_t APInt::getBitsNeeded(const char* str, uint32_t slen, uint8_t radix) {
+  assert(str != 0 && "Invalid value string");
+  assert(slen > 0 && "Invalid string length");
 
-/// getMinValue - This function returns the smallest value for
-/// an APInt of the given bit-width and if isSign == true,
-/// it should be smallest signed value, otherwise zero.
-APInt APInt::getMinValue(uint32_t numBits, bool isSign) {
-  APInt Result(numBits, 0);
-  if (isSign) 
-    Result.set(numBits - 1);
-  return Result;
-}
+  // Each computation below needs to know if its negative
+  uint32_t isNegative = str[0] == '-';
+  if (isNegative) {
+    slen--;
+    str++;
+  }
+  // For radixes of power-of-two values, the bits required is accurately and
+  // easily computed
+  if (radix == 2)
+    return slen + isNegative;
+  if (radix == 8)
+    return slen * 3 + isNegative;
+  if (radix == 16)
+    return slen * 4 + isNegative;
+
+  // Otherwise it must be radix == 10, the hard case
+  assert(radix == 10 && "Invalid radix");
 
-/// getAllOnesValue - This function returns an all-ones value for
-/// an APInt of the specified bit-width.
-APInt APInt::getAllOnesValue(uint32_t numBits) {
-  return getMaxValue(numBits, false);
+  // This is grossly inefficient but accurate. We could probably do something
+  // with a computation of roughly slen*64/20 and then adjust by the value of
+  // the first few digits. But, I'm not sure how accurate that could be.
+
+  // Compute a sufficient number of bits that is always large enough but might
+  // be too large. This avoids the assertion in the constructor.
+  uint32_t sufficient = slen*64/18;
+
+  // Convert to the actual binary value.
+  APInt tmp(sufficient, str, slen, radix);
+
+  // Compute how many bits are required.
+  return isNegative + tmp.logBase2() + 1;
 }
 
-/// getNullValue - This function creates an '0' value for an
-/// APInt of the specified bit-width.
-APInt APInt::getNullValue(uint32_t numBits) {
-  return getMinValue(numBits, false);
+uint64_t APInt::getHashValue() const {
+  // Put the bit width into the low order bits.
+  uint64_t hash = BitWidth;
+
+  // Add the sum of the words to the hash.
+  if (isSingleWord())
+    hash += VAL << 6; // clear separation of up to 64 bits
+  else
+    for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
+      hash += pVal[i] << 6; // clear sepration of up to 64 bits
+  return hash;
 }
 
 /// HiBits - This function returns the high "numBits" bits of this APInt.
@@ -693,42 +724,70 @@ bool APInt::isPowerOf2() const {
   return (!!*this) && !(*this & (*this - APInt(BitWidth,1)));
 }
 
-/// countLeadingZeros - This function is a APInt version corresponding to 
-/// llvm/include/llvm/Support/MathExtras.h's function 
-/// countLeadingZeros_{32, 64}. It performs platform optimal form of counting 
-/// the number of zeros from the most significant bit to the first one bit.
-/// @returns numWord() * 64 if the value is zero.
 uint32_t APInt::countLeadingZeros() const {
+  uint32_t Count = 0;
   if (isSingleWord())
-    return CountLeadingZeros_64(VAL) - (APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
+    Count = CountLeadingZeros_64(VAL);
+  else {
+    for (uint32_t i = getNumWords(); i > 0u; --i) {
+      if (pVal[i-1] == 0)
+        Count += APINT_BITS_PER_WORD;
+      else {
+        Count += CountLeadingZeros_64(pVal[i-1]);
+        break;
+      }
+    }
+  }
+  uint32_t remainder = BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD;
+  if (remainder)
+    Count -= APINT_BITS_PER_WORD - remainder;
+  return Count;
+}
+
+static uint32_t countLeadingOnes_64(uint64_t V, uint32_t skip) {
   uint32_t Count = 0;
-  for (uint32_t i = getNumWords(); i > 0u; --i) {
-    uint32_t tmp = CountLeadingZeros_64(pVal[i-1]);
-    Count += tmp;
-    if (tmp != APINT_BITS_PER_WORD)
-      if (i == getNumWords())
-        Count -= (APINT_BITS_PER_WORD - whichBit(BitWidth));
-      break;
+  if (skip)
+    V <<= skip;
+  while (V && (V & (1ULL << 63))) {
+    Count++;
+    V <<= 1;
+  }
+  return Count;
+}
+
+uint32_t APInt::countLeadingOnes() const {
+  if (isSingleWord())
+    return countLeadingOnes_64(VAL, APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
+
+  uint32_t highWordBits = BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD;
+  uint32_t shift = (highWordBits == 0 ? 0 : APINT_BITS_PER_WORD - highWordBits);
+  int i = getNumWords() - 1;
+  uint32_t Count = countLeadingOnes_64(pVal[i], shift);
+  if (Count == highWordBits) {
+    for (i--; i >= 0; --i) {
+      if (pVal[i] == -1ULL)
+        Count += APINT_BITS_PER_WORD;
+      else {
+        Count += countLeadingOnes_64(pVal[i], 0);
+        break;
+      }
+    }
   }
   return Count;
 }
 
-/// countTrailingZeros - This function is a APInt version corresponding to
-/// llvm/include/llvm/Support/MathExtras.h's function 
-/// countTrailingZeros_{32, 64}. It performs platform optimal form of counting 
-/// the number of zeros from the least significant bit to the first one bit.
-/// @returns numWord() * 64 if the value is zero.
 uint32_t APInt::countTrailingZeros() const {
   if (isSingleWord())
     return CountTrailingZeros_64(VAL);
-  APInt Tmp( ~(*this) & ((*this) - APInt(BitWidth,1)) );
-  return getNumWords() * APINT_BITS_PER_WORD - Tmp.countLeadingZeros();
+  uint32_t Count = 0;
+  uint32_t i = 0;
+  for (; i < getNumWords() && pVal[i] == 0; ++i)
+    Count += APINT_BITS_PER_WORD;
+  if (i < getNumWords())
+    Count += CountTrailingZeros_64(pVal[i]);
+  return Count;
 }
 
-/// countPopulation - This function is a APInt version corresponding to
-/// llvm/include/llvm/Support/MathExtras.h's function
-/// countPopulation_{32, 64}. It counts the number of set bits in a value.
-/// @returns 0 if the value is zero.
 uint32_t APInt::countPopulation() const {
   if (isSingleWord())
     return CountPopulation_64(VAL);
@@ -738,23 +797,18 @@ uint32_t APInt::countPopulation() const {
   return Count;
 }
 
-
-/// byteSwap - This function returns a byte-swapped representation of the
-/// this APInt.
 APInt APInt::byteSwap() const {
   assert(BitWidth >= 16 && BitWidth % 16 == 0 && "Cannot byteswap!");
   if (BitWidth == 16)
-    return APInt(BitWidth, ByteSwap_16(VAL));
+    return APInt(BitWidth, ByteSwap_16(uint16_t(VAL)));
   else if (BitWidth == 32)
-    return APInt(BitWidth, ByteSwap_32(VAL));
+    return APInt(BitWidth, ByteSwap_32(uint32_t(VAL)));
   else if (BitWidth == 48) {
-    uint64_t Tmp1 = ((VAL >> 32) << 16) | (VAL & 0xFFFF);
+    uint32_t Tmp1 = uint32_t(VAL >> 16);
     Tmp1 = ByteSwap_32(Tmp1);
-    uint64_t Tmp2 = (VAL >> 16) & 0xFFFF;
+    uint16_t Tmp2 = uint16_t(VAL);
     Tmp2 = ByteSwap_16(Tmp2);
-    return 
-      APInt(BitWidth, 
-            (Tmp1 & 0xff) | ((Tmp1<<16) & 0xffff00000000ULL) | (Tmp2 << 16));
+    return APInt(BitWidth, (uint64_t(Tmp2) << 32) | Tmp1);
   } else if (BitWidth == 64)
     return APInt(BitWidth, ByteSwap_64(VAL));
   else {
@@ -769,8 +823,6 @@ APInt APInt::byteSwap() const {
   }
 }
 
-/// GreatestCommonDivisor - This function returns the greatest common
-/// divisor of the two APInt values using Enclid's algorithm.
 APInt llvm::APIntOps::GreatestCommonDivisor(const APInt& API1, 
                                             const APInt& API2) {
   APInt A = API1, B = API2;
@@ -782,23 +834,38 @@ APInt llvm::APIntOps::GreatestCommonDivisor(const APInt& API1,
   return A;
 }
 
-/// DoubleRoundToAPInt - This function convert a double value to
-/// a APInt value.
-APInt llvm::APIntOps::RoundDoubleToAPInt(double Double) {
+APInt llvm::APIntOps::RoundDoubleToAPInt(double Double, uint32_t width) {
   union {
     double D;
     uint64_t I;
   } T;
   T.D = Double;
+
+  // Get the sign bit from the highest order bit
   bool isNeg = T.I >> 63;
+
+  // Get the 11-bit exponent and adjust for the 1023 bit bias
   int64_t exp = ((T.I >> 52) & 0x7ff) - 1023;
+
+  // If the exponent is negative, the value is < 0 so just return 0.
   if (exp < 0)
-    return APInt(64ull, 0u);
-  uint64_t mantissa = ((T.I << 12) >> 12) | (1ULL << 52);
+    return APInt(width, 0u);
+
+  // Extract the mantissa by clearing the top 12 bits (sign + exponent).
+  uint64_t mantissa = (T.I & (~0ULL >> 12)) | 1ULL << 52;
+
+  // If the exponent doesn't shift all bits out of the mantissa
   if (exp < 52)
-    return isNeg ? -APInt(64u, mantissa >> (52 - exp)) : 
-                    APInt(64u, mantissa >> (52 - exp));
-  APInt Tmp(exp + 1, mantissa);
+    return isNeg ? -APInt(width, mantissa >> (52 - exp)) : 
+                    APInt(width, mantissa >> (52 - exp));
+
+  // If the client didn't provide enough bits for us to shift the mantissa into
+  // then the result is undefined, just return 0
+  if (width <= exp - 52)
+    return APInt(width, 0);
+
+  // Otherwise, we have to shift the mantissa bits up to the right location
+  APInt Tmp(width, mantissa);
   Tmp = Tmp.shl(exp - 52);
   return isNeg ? -Tmp : Tmp;
 }
@@ -838,9 +905,9 @@ double APInt::roundToDouble(bool isSigned) const {
   // Return infinity for exponent overflow
   if (exp > 1023) {
     if (!isSigned || !isNeg)
-      return double(INFINITY); // positive infinity
+      return std::numeric_limits<double>::infinity();
     else 
-      return double(-INFINITY); // negative infinity
+      return -std::numeric_limits<double>::infinity();
   }
   exp += 1023; // Increment for 1023 bias
 
@@ -870,154 +937,395 @@ double APInt::roundToDouble(bool isSigned) const {
 }
 
 // Truncate to new width.
-void APInt::trunc(uint32_t width) {
+APInt &APInt::trunc(uint32_t width) {
   assert(width < BitWidth && "Invalid APInt Truncate request");
+  assert(width >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "Can't truncate to 0 bits");
+  uint32_t wordsBefore = getNumWords();
+  BitWidth = width;
+  uint32_t wordsAfter = getNumWords();
+  if (wordsBefore != wordsAfter) {
+    if (wordsAfter == 1) {
+      uint64_t *tmp = pVal;
+      VAL = pVal[0];
+      delete [] tmp;
+    } else {
+      uint64_t *newVal = getClearedMemory(wordsAfter);
+      for (uint32_t i = 0; i < wordsAfter; ++i)
+        newVal[i] = pVal[i];
+      delete [] pVal;
+      pVal = newVal;
+    }
+  }
+  return clearUnusedBits();
 }
 
 // Sign extend to a new width.
-void APInt::sext(uint32_t width) {
+APInt &APInt::sext(uint32_t width) {
   assert(width > BitWidth && "Invalid APInt SignExtend request");
+  assert(width <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "Too many bits");
+  // If the sign bit isn't set, this is the same as zext.
+  if (!isNegative()) {
+    zext(width);
+    return *this;
+  }
+
+  // The sign bit is set. First, get some facts
+  uint32_t wordsBefore = getNumWords();
+  uint32_t wordBits = BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD;
+  BitWidth = width;
+  uint32_t wordsAfter = getNumWords();
+
+  // Mask the high order word appropriately
+  if (wordsBefore == wordsAfter) {
+    uint32_t newWordBits = width % APINT_BITS_PER_WORD;
+    // The extension is contained to the wordsBefore-1th word.
+    uint64_t mask = ~0ULL;
+    if (newWordBits)
+      mask >>= APINT_BITS_PER_WORD - newWordBits;
+    mask <<= wordBits;
+    if (wordsBefore == 1)
+      VAL |= mask;
+    else
+      pVal[wordsBefore-1] |= mask;
+    return clearUnusedBits();
+  }
+
+  uint64_t mask = wordBits == 0 ? 0 : ~0ULL << wordBits;
+  uint64_t *newVal = getMemory(wordsAfter);
+  if (wordsBefore == 1)
+    newVal[0] = VAL | mask;
+  else {
+    for (uint32_t i = 0; i < wordsBefore; ++i)
+      newVal[i] = pVal[i];
+    newVal[wordsBefore-1] |= mask;
+  }
+  for (uint32_t i = wordsBefore; i < wordsAfter; i++)
+    newVal[i] = -1ULL;
+  if (wordsBefore != 1)
+    delete [] pVal;
+  pVal = newVal;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
 //  Zero extend to a new width.
-void APInt::zext(uint32_t width) {
+APInt &APInt::zext(uint32_t width) {
   assert(width > BitWidth && "Invalid APInt ZeroExtend request");
+  assert(width <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "Too many bits");
+  uint32_t wordsBefore = getNumWords();
+  BitWidth = width;
+  uint32_t wordsAfter = getNumWords();
+  if (wordsBefore != wordsAfter) {
+    uint64_t *newVal = getClearedMemory(wordsAfter);
+    if (wordsBefore == 1)
+      newVal[0] = VAL;
+    else 
+      for (uint32_t i = 0; i < wordsBefore; ++i)
+        newVal[i] = pVal[i];
+    if (wordsBefore != 1)
+      delete [] pVal;
+    pVal = newVal;
+  }
+  return *this;
+}
+
+APInt &APInt::zextOrTrunc(uint32_t width) {
+  if (BitWidth < width)
+    return zext(width);
+  if (BitWidth > width)
+    return trunc(width);
+  return *this;
+}
+
+APInt &APInt::sextOrTrunc(uint32_t width) {
+  if (BitWidth < width)
+    return sext(width);
+  if (BitWidth > width)
+    return trunc(width);
+  return *this;
 }
 
 /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt.
 /// @brief Arithmetic right-shift function.
 APInt APInt::ashr(uint32_t shiftAmt) const {
-  APInt API(*this);
-  if (API.isSingleWord())
-    API.VAL = 
-      (((int64_t(API.VAL) << (APINT_BITS_PER_WORD - API.BitWidth)) >> 
-          (APINT_BITS_PER_WORD - API.BitWidth)) >> shiftAmt) & 
-      (~uint64_t(0UL) >> (APINT_BITS_PER_WORD - API.BitWidth));
-  else {
-    if (shiftAmt >= API.BitWidth) {
-      memset(API.pVal, API[API.BitWidth-1] ? 1 : 0, 
-             (API.getNumWords()-1) * APINT_WORD_SIZE);
-      API.pVal[API.getNumWords() - 1] = 
-        ~uint64_t(0UL) >> 
-          (APINT_BITS_PER_WORD - API.BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD);
-    } else {
-      uint32_t i = 0;
-      for (; i < API.BitWidth - shiftAmt; ++i)
-        if (API[i+shiftAmt]) 
-          API.set(i);
-        else
-          API.clear(i);
-      for (; i < API.BitWidth; ++i)
-        if (API[API.BitWidth-1]) 
-          API.set(i);
-        else API.clear(i);
+  assert(shiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
+  // Handle a degenerate case
+  if (shiftAmt == 0)
+    return *this;
+
+  // Handle single word shifts with built-in ashr
+  if (isSingleWord()) {
+    if (shiftAmt == BitWidth)
+      return APInt(BitWidth, 0); // undefined
+    else {
+      uint32_t SignBit = APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth;
+      return APInt(BitWidth, 
+        (((int64_t(VAL) << SignBit) >> SignBit) >> shiftAmt));
+    }
+  }
+
+  // If all the bits were shifted out, the result is, technically, undefined.
+  // We return -1 if it was negative, 0 otherwise. We check this early to avoid
+  // issues in the algorithm below.
+  if (shiftAmt == BitWidth) {
+    if (isNegative())
+      return APInt(BitWidth, -1ULL);
+    else
+      return APInt(BitWidth, 0);
+  }
+
+  // Create some space for the result.
+  uint64_t * val = new uint64_t[getNumWords()];
+
+  // Compute some values needed by the following shift algorithms
+  uint32_t wordShift = shiftAmt % APINT_BITS_PER_WORD; // bits to shift per word
+  uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD; // word offset for shift
+  uint32_t breakWord = getNumWords() - 1 - offset; // last word affected
+  uint32_t bitsInWord = whichBit(BitWidth); // how many bits in last word?
+  if (bitsInWord == 0)
+    bitsInWord = APINT_BITS_PER_WORD;
+
+  // If we are shifting whole words, just move whole words
+  if (wordShift == 0) {
+    // Move the words containing significant bits
+    for (uint32_t i = 0; i <= breakWord; ++i) 
+      val[i] = pVal[i+offset]; // move whole word
+
+    // Adjust the top significant word for sign bit fill, if negative
+    if (isNegative())
+      if (bitsInWord < APINT_BITS_PER_WORD)
+        val[breakWord] |= ~0ULL << bitsInWord; // set high bits
+  } else {
+    // Shift the low order words 
+    for (uint32_t i = 0; i < breakWord; ++i) {
+      // This combines the shifted corresponding word with the low bits from
+      // the next word (shifted into this word's high bits).
+      val[i] = (pVal[i+offset] >> wordShift) | 
+               (pVal[i+offset+1] << (APINT_BITS_PER_WORD - wordShift));
+    }
+
+    // Shift the break word. In this case there are no bits from the next word
+    // to include in this word.
+    val[breakWord] = pVal[breakWord+offset] >> wordShift;
+
+    // Deal with sign extenstion in the break word, and possibly the word before
+    // it.
+    if (isNegative()) {
+      if (wordShift > bitsInWord) {
+        if (breakWord > 0)
+          val[breakWord-1] |= 
+            ~0ULL << (APINT_BITS_PER_WORD - (wordShift - bitsInWord));
+        val[breakWord] |= ~0ULL;
+      } else 
+        val[breakWord] |= (~0ULL << (bitsInWord - wordShift));
     }
   }
-  return API;
+
+  // Remaining words are 0 or -1, just assign them.
+  uint64_t fillValue = (isNegative() ? -1ULL : 0);
+  for (uint32_t i = breakWord+1; i < getNumWords(); ++i)
+    val[i] = fillValue;
+  return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
 }
 
 /// Logical right-shift this APInt by shiftAmt.
 /// @brief Logical right-shift function.
 APInt APInt::lshr(uint32_t shiftAmt) const {
-  APInt API(*this);
-  if (API.isSingleWord())
-    API.VAL >>= shiftAmt;
-  else {
-    if (shiftAmt >= API.BitWidth)
-      memset(API.pVal, 0, API.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-    uint32_t i = 0;
-    for (i = 0; i < API.BitWidth - shiftAmt; ++i)
-      if (API[i+shiftAmt]) API.set(i);
-      else API.clear(i);
-    for (; i < API.BitWidth; ++i)
-      API.clear(i);
+  if (isSingleWord()) {
+    if (shiftAmt == BitWidth)
+      return APInt(BitWidth, 0);
+    else 
+      return APInt(BitWidth, this->VAL >> shiftAmt);
+  }
+
+  // If all the bits were shifted out, the result is 0. This avoids issues
+  // with shifting by the size of the integer type, which produces undefined
+  // results. We define these "undefined results" to always be 0.
+  if (shiftAmt == BitWidth)
+    return APInt(BitWidth, 0);
+
+  // Create some space for the result.
+  uint64_t * val = new uint64_t[getNumWords()];
+
+  // If we are shifting less than a word, compute the shift with a simple carry
+  if (shiftAmt < APINT_BITS_PER_WORD) {
+    uint64_t carry = 0;
+    for (int i = getNumWords()-1; i >= 0; --i) {
+      val[i] = (pVal[i] >> shiftAmt) | carry;
+      carry = pVal[i] << (APINT_BITS_PER_WORD - shiftAmt);
+    }
+    return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
+  }
+
+  // Compute some values needed by the remaining shift algorithms
+  uint32_t wordShift = shiftAmt % APINT_BITS_PER_WORD;
+  uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD;
+
+  // If we are shifting whole words, just move whole words
+  if (wordShift == 0) {
+    for (uint32_t i = 0; i < getNumWords() - offset; ++i) 
+      val[i] = pVal[i+offset];
+    for (uint32_t i = getNumWords()-offset; i < getNumWords(); i++)
+      val[i] = 0;
+    return APInt(val,BitWidth).clearUnusedBits();
   }
-  return API;
+
+  // Shift the low order words 
+  uint32_t breakWord = getNumWords() - offset -1;
+  for (uint32_t i = 0; i < breakWord; ++i)
+    val[i] = (pVal[i+offset] >> wordShift) |
+             (pVal[i+offset+1] << (APINT_BITS_PER_WORD - wordShift));
+  // Shift the break word.
+  val[breakWord] = pVal[breakWord+offset] >> wordShift;
+
+  // Remaining words are 0
+  for (uint32_t i = breakWord+1; i < getNumWords(); ++i)
+    val[i] = 0;
+  return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
 }
 
 /// Left-shift this APInt by shiftAmt.
 /// @brief Left-shift function.
 APInt APInt::shl(uint32_t shiftAmt) const {
-  APInt API(*this);
-  if (API.isSingleWord())
-    API.VAL <<= shiftAmt;
-  else if (shiftAmt >= API.BitWidth)
-    memset(API.pVal, 0, API.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-  else {
-    if (uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD) {
-      for (uint32_t i = API.getNumWords() - 1; i > offset - 1; --i)
-        API.pVal[i] = API.pVal[i-offset];
-      memset(API.pVal, 0, offset * APINT_WORD_SIZE);
-    }
-    shiftAmt %= APINT_BITS_PER_WORD;
-    uint32_t i;
-    for (i = API.getNumWords() - 1; i > 0; --i)
-      API.pVal[i] = (API.pVal[i] << shiftAmt) | 
-                    (API.pVal[i-1] >> (APINT_BITS_PER_WORD - shiftAmt));
-    API.pVal[i] <<= shiftAmt;
-  }
-  API.clearUnusedBits();
-  return API;
-}
-
-#if 0
-/// subMul - This function substracts x[len-1:0] * y from 
-/// dest[offset+len-1:offset], and returns the most significant 
-/// word of the product, minus the borrow-out from the subtraction.
-static uint32_t subMul(uint32_t dest[], uint32_t offset, 
-                        uint32_t x[], uint32_t len, uint32_t y) {
-  uint64_t yl = (uint64_t) y & 0xffffffffL;
-  uint32_t carry = 0;
-  uint32_t j = 0;
-  do {
-    uint64_t prod = ((uint64_t) x[j] & 0xffffffffUL) * yl;
-    uint32_t prod_low = (uint32_t) prod;
-    uint32_t prod_high = (uint32_t) (prod >> 32);
-    prod_low += carry;
-    carry = (prod_low < carry ? 1 : 0) + prod_high;
-    uint32_t x_j = dest[offset+j];
-    prod_low = x_j - prod_low;
-    if (prod_low > x_j) ++carry;
-    dest[offset+j] = prod_low;
-  } while (++j < len);
-  return carry;
-}
+  assert(shiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
+  if (isSingleWord()) {
+    if (shiftAmt == BitWidth)
+      return APInt(BitWidth, 0); // avoid undefined shift results
+    return APInt(BitWidth, VAL << shiftAmt);
+  }
 
-/// unitDiv - This function divides N by D, 
-/// and returns (remainder << 32) | quotient.
-/// Assumes (N >> 32) < D.
-static uint64_t unitDiv(uint64_t N, uint32_t D) {
-  uint64_t q, r;                   // q: quotient, r: remainder.
-  uint64_t a1 = N >> 32;           // a1: high 32-bit part of N.
-  uint64_t a0 = N & 0xffffffffL;   // a0: low 32-bit part of N
-  if (a1 < ((D - a1 - (a0 >> 31)) & 0xffffffffL)) {
-      q = N / D;
-      r = N % D;
+  // If all the bits were shifted out, the result is 0. This avoids issues
+  // with shifting by the size of the integer type, which produces undefined
+  // results. We define these "undefined results" to always be 0.
+  if (shiftAmt == BitWidth)
+    return APInt(BitWidth, 0);
+
+  // Create some space for the result.
+  uint64_t * val = new uint64_t[getNumWords()];
+
+  // If we are shifting less than a word, do it the easy way
+  if (shiftAmt < APINT_BITS_PER_WORD) {
+    uint64_t carry = 0;
+    for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); i++) {
+      val[i] = pVal[i] << shiftAmt | carry;
+      carry = pVal[i] >> (APINT_BITS_PER_WORD - shiftAmt);
+    }
+    return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
   }
-  else {
-    // Compute c1*2^32 + c0 = a1*2^32 + a0 - 2^31*d
-    uint64_t c = N - ((uint64_t) D << 31);
-    // Divide (c1*2^32 + c0) by d
-    q = c / D;
-    r = c % D;
-    // Add 2^31 to quotient 
-    q += 1 << 31;
+
+  // Compute some values needed by the remaining shift algorithms
+  uint32_t wordShift = shiftAmt % APINT_BITS_PER_WORD;
+  uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD;
+
+  // If we are shifting whole words, just move whole words
+  if (wordShift == 0) {
+    for (uint32_t i = 0; i < offset; i++) 
+      val[i] = 0;
+    for (uint32_t i = offset; i < getNumWords(); i++)
+      val[i] = pVal[i-offset];
+    return APInt(val,BitWidth).clearUnusedBits();
   }
 
-  return (r << 32) | (q & 0xFFFFFFFFl);
-}
+  // Copy whole words from this to Result.
+  uint32_t i = getNumWords() - 1;
+  for (; i > offset; --i)
+    val[i] = pVal[i-offset] << wordShift |
+             pVal[i-offset-1] >> (APINT_BITS_PER_WORD - wordShift);
+  val[offset] = pVal[0] << wordShift;
+  for (i = 0; i < offset; ++i)
+    val[i] = 0;
+  return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
+}
+
+
+// Square Root - this method computes and returns the square root of "this".
+// Three mechanisms are used for computation. For small values (<= 5 bits),
+// a table lookup is done. This gets some performance for common cases. For
+// values using less than 52 bits, the value is converted to double and then
+// the libc sqrt function is called. The result is rounded and then converted
+// back to a uint64_t which is then used to construct the result. Finally,
+// the Babylonian method for computing square roots is used. 
+APInt APInt::sqrt() const {
+
+  // Determine the magnitude of the value.
+  uint32_t magnitude = getActiveBits();
+
+  // Use a fast table for some small values. This also gets rid of some
+  // rounding errors in libc sqrt for small values.
+  if (magnitude <= 5) {
+    static const uint8_t results[32] = {
+      /*     0 */ 0,
+      /*  1- 2 */ 1, 1,
+      /*  3- 6 */ 2, 2, 2, 2, 
+      /*  7-12 */ 3, 3, 3, 3, 3, 3,
+      /* 13-20 */ 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
+      /* 21-30 */ 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
+      /*    31 */ 6
+    };
+    return APInt(BitWidth, results[ (isSingleWord() ? VAL : pVal[0]) ]);
+  }
 
+  // If the magnitude of the value fits in less than 52 bits (the precision of
+  // an IEEE double precision floating point value), then we can use the
+  // libc sqrt function which will probably use a hardware sqrt computation.
+  // This should be faster than the algorithm below.
+  if (magnitude < 52) {
+#ifdef _MSC_VER
+    // Amazingly, VC++ doesn't have round().
+    return APInt(BitWidth, 
+                 uint64_t(::sqrt(double(isSingleWord()?VAL:pVal[0]))) + 0.5);
+#else
+    return APInt(BitWidth, 
+                 uint64_t(::round(::sqrt(double(isSingleWord()?VAL:pVal[0])))));
 #endif
+  }
 
-/// div - This is basically Knuth's formulation of the classical algorithm.
-/// Correspondance with Knuth's notation:
-/// Knuth's u[0:m+n] == zds[nx:0].
-/// Knuth's v[1:n] == y[ny-1:0]
-/// Knuth's n == ny.
-/// Knuth's m == nx-ny.
-/// Our nx == Knuth's m+n.
-/// Could be re-implemented using gmp's mpn_divrem:
-/// zds[nx] = mpn_divrem (&zds[ny], 0, zds, nx, y, ny).
+  // Okay, all the short cuts are exhausted. We must compute it. The following
+  // is a classical Babylonian method for computing the square root. This code
+  // was adapted to APINt from a wikipedia article on such computations.
+  // See http://www.wikipedia.org/ and go to the page named
+  // Calculate_an_integer_square_root. 
+  uint32_t nbits = BitWidth, i = 4;
+  APInt testy(BitWidth, 16);
+  APInt x_old(BitWidth, 1);
+  APInt x_new(BitWidth, 0);
+  APInt two(BitWidth, 2);
+
+  // Select a good starting value using binary logarithms.
+  for (;; i += 2, testy = testy.shl(2)) 
+    if (i >= nbits || this->ule(testy)) {
+      x_old = x_old.shl(i / 2);
+      break;
+    }
+
+  // Use the Babylonian method to arrive at the integer square root: 
+  for (;;) {
+    x_new = (this->udiv(x_old) + x_old).udiv(two);
+    if (x_old.ule(x_new))
+      break;
+    x_old = x_new;
+  }
+
+  // Make sure we return the closest approximation
+  // NOTE: The rounding calculation below is correct. It will produce an 
+  // off-by-one discrepancy with results from pari/gp. That discrepancy has been
+  // determined to be a rounding issue with pari/gp as it begins to use a 
+  // floating point representation after 192 bits. There are no discrepancies
+  // between this algorithm and pari/gp for bit widths < 192 bits.
+  APInt square(x_old * x_old);
+  APInt nextSquare((x_old + 1) * (x_old +1));
+  if (this->ult(square))
+    return x_old;
+  else if (this->ule(nextSquare)) {
+    APInt midpoint((nextSquare - square).udiv(two));
+    APInt offset(*this - square);
+    if (offset.ult(midpoint))
+      return x_old;
+    else
+      return x_old + 1;
+  } else
+    assert(0 && "Error in APInt::sqrt computation");
+  return x_old + 1;
+}
 
 /// Implementation of Knuth's Algorithm D (Division of nonnegative integers)
 /// from "Art of Computer Programming, Volume 2", section 4.3.1, p. 272. The
@@ -1028,12 +1336,19 @@ static void KnuthDiv(uint32_t *u, uint32_t *v, uint32_t *q, uint32_t* r,
   assert(u && "Must provide dividend");
   assert(v && "Must provide divisor");
   assert(q && "Must provide quotient");
+  assert(u != v && u != q && v != q && "Must us different memory");
   assert(n>1 && "n must be > 1");
 
   // Knuth uses the value b as the base of the number system. In our case b
   // is 2^31 so we just set it to -1u.
   uint64_t b = uint64_t(1) << 32;
 
+  DEBUG(cerr << "KnuthDiv: m=" << m << " n=" << n << '\n');
+  DEBUG(cerr << "KnuthDiv: original:");
+  DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << u[i]);
+  DEBUG(cerr << " by");
+  DEBUG(for (int i = n; i >0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << v[i-1]);
+  DEBUG(cerr << '\n');
   // D1. [Normalize.] Set d = b / (v[n-1] + 1) and multiply all the digits of 
   // u and v by d. Note that we have taken Knuth's advice here to use a power 
   // of 2 value for d such that d * v[n-1] >= b/2 (b is the base). A power of 
@@ -1058,10 +1373,16 @@ static void KnuthDiv(uint32_t *u, uint32_t *v, uint32_t *q, uint32_t* r,
     }
   }
   u[m+n] = u_carry;
+  DEBUG(cerr << "KnuthDiv:   normal:");
+  DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << u[i]);
+  DEBUG(cerr << " by");
+  DEBUG(for (int i = n; i >0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << v[i-1]);
+  DEBUG(cerr << '\n');
 
   // D2. [Initialize j.]  Set j to m. This is the loop counter over the places.
   int j = m;
   do {
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: quotient digit #" << j << '\n');
     // D3. [Calculate q'.]. 
     //     Set qp = (u[j+n]*b + u[j+n-1]) / v[n-1]. (qp=qprime=q')
     //     Set rp = (u[j+n]*b + u[j+n-1]) % v[n-1]. (rp=rprime=r')
@@ -1070,53 +1391,92 @@ static void KnuthDiv(uint32_t *u, uint32_t *v, uint32_t *q, uint32_t* r,
     // on v[n-2] determines at high speed most of the cases in which the trial
     // value qp is one too large, and it eliminates all cases where qp is two 
     // too large. 
-    uint64_t qp = ((uint64_t(u[j+n]) << 32) | uint64_t(u[j+n-1])) / v[n-1];
-    uint64_t rp = ((uint64_t(u[j+n]) << 32) | uint64_t(u[j+n-1])) % v[n-1];
+    uint64_t dividend = ((uint64_t(u[j+n]) << 32) + u[j+n-1]);
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: dividend == " << dividend << '\n');
+    uint64_t qp = dividend / v[n-1];
+    uint64_t rp = dividend % v[n-1];
     if (qp == b || qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]) {
       qp--;
       rp += v[n-1];
-    }
-    if (rp < b) 
-      if (qp == b || qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]) {
+      if (rp < b && (qp == b || qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]))
         qp--;
-        rp += v[n-1];
-      }
+    }
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: qp == " << qp << ", rp == " << rp << '\n');
 
-    // D4. [Multiply and subtract.] Replace u with u - q*v (for each word).
-    uint32_t borrow = 0;
-    for (uint32_t i = 0; i < n; i++) {
-      uint32_t save = u[j+i];
-      u[j+i] = uint64_t(u[j+i]) - (qp * v[i]) - borrow;
-      if (u[j+i] > save) {
-        borrow = 1;
-        u[j+i+1] += b;
-      } else {
-        borrow = 0;
+    // D4. [Multiply and subtract.] Replace (u[j+n]u[j+n-1]...u[j]) with
+    // (u[j+n]u[j+n-1]..u[j]) - qp * (v[n-1]...v[1]v[0]). This computation
+    // consists of a simple multiplication by a one-place number, combined with
+    // a subtraction. 
+    bool isNeg = false;
+    for (uint32_t i = 0; i < n; ++i) {
+      uint64_t u_tmp = uint64_t(u[j+i]) | (uint64_t(u[j+i+1]) << 32);
+      uint64_t subtrahend = uint64_t(qp) * uint64_t(v[i]);
+      bool borrow = subtrahend > u_tmp;
+      DEBUG(cerr << "KnuthDiv: u_tmp == " << u_tmp 
+                 << ", subtrahend == " << subtrahend
+                 << ", borrow = " << borrow << '\n');
+
+      uint64_t result = u_tmp - subtrahend;
+      uint32_t k = j + i;
+      u[k++] = result & (b-1); // subtract low word
+      u[k++] = result >> 32;   // subtract high word
+      while (borrow && k <= m+n) { // deal with borrow to the left
+        borrow = u[k] == 0;
+        u[k]--;
+        k++;
+      }
+      isNeg |= borrow;
+      DEBUG(cerr << "KnuthDiv: u[j+i] == " << u[j+i] << ",  u[j+i+1] == " << 
+                    u[j+i+1] << '\n'); 
+    }
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: after subtraction:");
+    DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << u[i]);
+    DEBUG(cerr << '\n');
+    // The digits (u[j+n]...u[j]) should be kept positive; if the result of 
+    // this step is actually negative, (u[j+n]...u[j]) should be left as the 
+    // true value plus b**(n+1), namely as the b's complement of
+    // the true value, and a "borrow" to the left should be remembered.
+    //
+    if (isNeg) {
+      bool carry = true;  // true because b's complement is "complement + 1"
+      for (uint32_t i = 0; i <= m+n; ++i) {
+        u[i] = ~u[i] + carry; // b's complement
+        carry = carry && u[i] == 0;
       }
     }
-    if (borrow)
-      u[j+n] += 1;
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: after complement:");
+    DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << u[i]);
+    DEBUG(cerr << '\n');
 
     // D5. [Test remainder.] Set q[j] = qp. If the result of step D4 was 
     // negative, go to step D6; otherwise go on to step D7.
     q[j] = qp;
-    if (borrow) {
+    if (isNeg) {
       // D6. [Add back]. The probability that this step is necessary is very 
       // small, on the order of only 2/b. Make sure that test data accounts for
-      // this possibility. Decreate qj by 1 and add v[...] to u[...]. A carry 
-      // will occur to the left of u[j+n], and it should be ignored since it 
-      // cancels with the borrow that occurred in D4.
-      uint32_t carry = 0;
+      // this possibility. Decrease q[j] by 1 
+      q[j]--;
+      // and add (0v[n-1]...v[1]v[0]) to (u[j+n]u[j+n-1]...u[j+1]u[j]). 
+      // A carry will occur to the left of u[j+n], and it should be ignored 
+      // since it cancels with the borrow that occurred in D4.
+      bool carry = false;
       for (uint32_t i = 0; i < n; i++) {
-        uint32_t save = u[j+i];
+        uint32_t limit = std::min(u[j+i],v[i]);
         u[j+i] += v[i] + carry;
-        carry = u[j+i] < save;
+        carry = u[j+i] < limit || (carry && u[j+i] == limit);
       }
+      u[j+n] += carry;
     }
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: after correction:");
+    DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr <<" " << u[i]);
+    DEBUG(cerr << "\nKnuthDiv: digit result = " << q[j] << '\n');
+
+  // D7. [Loop on j.]  Decrease j by one. Now if j >= 0, go back to D3.
+  } while (--j >= 0);
 
-    // D7. [Loop on j.]  Decreate j by one. Now if j >= 0, go back to D3.
-    j--;
-  } while (j >= 0);
+  DEBUG(cerr << "KnuthDiv: quotient:");
+  DEBUG(for (int i = m; i >=0; i--) cerr <<" " << q[i]);
+  DEBUG(cerr << '\n');
 
   // D8. [Unnormalize]. Now q[...] is the desired quotient, and the desired
   // remainder may be obtained by dividing u[...] by d. If r is non-null we
@@ -1125,19 +1485,25 @@ static void KnuthDiv(uint32_t *u, uint32_t *v, uint32_t *q, uint32_t* r,
     // The value d is expressed by the "shift" value above since we avoided
     // multiplication by d by using a shift left. So, all we have to do is
     // shift right here. In order to mak
-    uint32_t mask = ~0u >> (32 - shift);
-    uint32_t carry = 0;
-    for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
-      uint32_t save = u[i] & mask;
-      r[i] = (u[i] >> shift) | carry;
-      carry = save;
+    if (shift) {
+      uint32_t carry = 0;
+      DEBUG(cerr << "KnuthDiv: remainder:");
+      for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
+        r[i] = (u[i] >> shift) | carry;
+        carry = u[i] << (32 - shift);
+        DEBUG(cerr << " " << r[i]);
+      }
+    } else {
+      for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
+        r[i] = u[i];
+        DEBUG(cerr << " " << r[i]);
+      }
     }
+    DEBUG(cerr << '\n');
   }
+  DEBUG(cerr << std::setbase(10) << '\n');
 }
 
-// This function makes calling KnuthDiv a little more convenient. It uses
-// APInt parameters instead of uint32_t* parameters. It can also divide APInt
-// values of different widths.
 void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords, 
                    const APInt &RHS, uint32_t rhsWords,
                    APInt *Quotient, APInt *Remainder)
@@ -1154,32 +1520,49 @@ void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords,
   uint64_t mask = ~0ull >> (sizeof(uint32_t)*8);
   uint32_t n = rhsWords * 2;
   uint32_t m = (lhsWords * 2) - n;
-  // FIXME: allocate space on stack if m and n are sufficiently small.
-  uint32_t *U = new uint32_t[m + n + 1];
+
+  // Allocate space for the temporary values we need either on the stack, if
+  // it will fit, or on the heap if it won't.
+  uint32_t SPACE[128];
+  uint32_t *U = 0;
+  uint32_t *V = 0;
+  uint32_t *Q = 0;
+  uint32_t *R = 0;
+  if ((Remainder?4:3)*n+2*m+1 <= 128) {
+    U = &SPACE[0];
+    V = &SPACE[m+n+1];
+    Q = &SPACE[(m+n+1) + n];
+    if (Remainder)
+      R = &SPACE[(m+n+1) + n + (m+n)];
+  } else {
+    U = new uint32_t[m + n + 1];
+    V = new uint32_t[n];
+    Q = new uint32_t[m+n];
+    if (Remainder)
+      R = new uint32_t[n];
+  }
+
+  // Initialize the dividend
   memset(U, 0, (m+n+1)*sizeof(uint32_t));
   for (unsigned i = 0; i < lhsWords; ++i) {
-    uint64_t tmp = (lhsWords == 1 ? LHS.VAL : LHS.pVal[i]);
+    uint64_t tmp = (LHS.getNumWords() == 1 ? LHS.VAL : LHS.pVal[i]);
     U[i * 2] = tmp & mask;
     U[i * 2 + 1] = tmp >> (sizeof(uint32_t)*8);
   }
   U[m+n] = 0; // this extra word is for "spill" in the Knuth algorithm.
 
-  uint32_t *V = new uint32_t[n];
+  // Initialize the divisor
   memset(V, 0, (n)*sizeof(uint32_t));
   for (unsigned i = 0; i < rhsWords; ++i) {
-    uint64_t tmp = (rhsWords == 1 ? RHS.VAL : RHS.pVal[i]);
+    uint64_t tmp = (RHS.getNumWords() == 1 ? RHS.VAL : RHS.pVal[i]);
     V[i * 2] = tmp & mask;
     V[i * 2 + 1] = tmp >> (sizeof(uint32_t)*8);
   }
 
-  // Set up the quotient and remainder
-  uint32_t *Q = new uint32_t[m+n];
+  // initialize the quotient and remainder
   memset(Q, 0, (m+n) * sizeof(uint32_t));
-  uint32_t *R = 0;
-  if (Remainder) {
-    R = new uint32_t[n];
+  if (Remainder)
     memset(R, 0, n * sizeof(uint32_t));
-  }
 
   // Now, adjust m and n for the Knuth division. n is the number of words in 
   // the divisor. m is the number of words by which the dividend exceeds the
@@ -1233,10 +1616,10 @@ void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords,
       if (Quotient->isSingleWord())
         Quotient->VAL = 0;
       else
-        delete Quotient->pVal;
+        delete [] Quotient->pVal;
       Quotient->BitWidth = LHS.BitWidth;
       if (!Quotient->isSingleWord())
-        Quotient->pVal = getClearedMemory(lhsWords);
+        Quotient->pVal = getClearedMemory(Quotient->getNumWords());
     } else
       Quotient->clear();
 
@@ -1264,10 +1647,10 @@ void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords,
       if (Remainder->isSingleWord())
         Remainder->VAL = 0;
       else
-        delete Remainder->pVal;
+        delete [] Remainder->pVal;
       Remainder->BitWidth = RHS.BitWidth;
       if (!Remainder->isSingleWord())
-        Remainder->pVal = getClearedMemory(rhsWords);
+        Remainder->pVal = getClearedMemory(Remainder->getNumWords());
     } else
       Remainder->clear();
 
@@ -1289,14 +1672,14 @@ void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords,
   }
 
   // Clean up the memory we allocated.
-  delete [] U;
-  delete [] V;
-  delete [] Q;
-  delete [] R;
+  if (U != &SPACE[0]) {
+    delete [] U;
+    delete [] V;
+    delete [] Q;
+    delete [] R;
+  }
 }
 
-/// Unsigned divide this APInt by APInt RHS.
-/// @brief Unsigned division function for APInt.
 APInt APInt::udiv(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
 
@@ -1313,25 +1696,19 @@ APInt APInt::udiv(const APInt& RHS) const {
   uint32_t lhsBits = this->getActiveBits();
   uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(lhsBits - 1) + 1);
 
-  // Make a temporary to hold the result
-  APInt Result(*this);
-
   // Deal with some degenerate cases
   if (!lhsWords) 
-    return Result; // 0 / X == 0
-  else if (lhsWords < rhsWords || Result.ult(RHS)) {
-    // X / Y with X < Y == 0
-    memset(Result.pVal, 0, Result.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-    return Result;
-  } else if (Result == RHS) {
-    // X / X == 1
-    memset(Result.pVal, 0, Result.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-    Result.pVal[0] = 1;
-    return Result;
+    // 0 / X ===> 0
+    return APInt(BitWidth, 0); 
+  else if (lhsWords < rhsWords || this->ult(RHS)) {
+    // X / Y ===> 0, iff X < Y
+    return APInt(BitWidth, 0);
+  } else if (*this == RHS) {
+    // X / X ===> 1
+    return APInt(BitWidth, 1);
   } else if (lhsWords == 1 && rhsWords == 1) {
     // All high words are zero, just use native divide
-    Result.pVal[0] /= RHS.pVal[0];
-    return Result;
+    return APInt(BitWidth, this->pVal[0] / RHS.pVal[0]);
   }
 
   // We have to compute it the hard way. Invoke the Knuth divide algorithm.
@@ -1340,8 +1717,6 @@ APInt APInt::udiv(const APInt& RHS) const {
   return Quotient;
 }
 
-/// Unsigned remainder operation on APInt.
-/// @brief Function for unsigned remainder operation.
 APInt APInt::urem(const APInt& RHS) const {
   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord()) {
@@ -1349,34 +1724,28 @@ APInt APInt::urem(const APInt& RHS) const {
     return APInt(BitWidth, VAL % RHS.VAL);
   }
 
-  // Make a temporary to hold the result
-  APInt Result(*this);
+  // Get some facts about the LHS
+  uint32_t lhsBits = getActiveBits();
+  uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (whichWord(lhsBits - 1) + 1);
 
   // Get some facts about the RHS
   uint32_t rhsBits = RHS.getActiveBits();
   uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(rhsBits - 1) + 1);
   assert(rhsWords && "Performing remainder operation by zero ???");
 
-  // Get some facts about the LHS
-  uint32_t lhsBits = Result.getActiveBits();
-  uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (Result.whichWord(lhsBits - 1) + 1);
-
   // Check the degenerate cases
   if (lhsWords == 0) {
-    // 0 % Y == 0
-    memset(Result.pVal, 0, Result.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-    return Result;
-  } else if (lhsWords < rhsWords || Result.ult(RHS)) {
-    // X % Y == X iff X < Y
-    return Result;
-  } else if (Result == RHS) {
+    // 0 % Y ===> 0
+    return APInt(BitWidth, 0);
+  } else if (lhsWords < rhsWords || this->ult(RHS)) {
+    // X % Y ===> X, iff X < Y
+    return *this;
+  } else if (*this == RHS) {
     // X % X == 0;
-    memset(Result.pVal, 0, Result.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
-    return Result;
+    return APInt(BitWidth, 0);
   } else if (lhsWords == 1) {
     // All high words are zero, just use native remainder
-    Result.pVal[0] %=  RHS.pVal[0];
-    return Result;
+    return APInt(BitWidth, pVal[0] % RHS.pVal[0]);
   }
 
   // We have to compute it the hard way. Invoke the Knute divide algorithm.
@@ -1385,77 +1754,69 @@ APInt APInt::urem(const APInt& RHS) const {
   return Remainder;
 }
 
-/// @brief Converts a char array into an integer.
-void APInt::fromString(uint32_t numbits, const char *StrStart, uint32_t slen, 
+void APInt::fromString(uint32_t numbits, const char *str, uint32_t slen, 
                        uint8_t radix) {
+  // Check our assumptions here
   assert((radix == 10 || radix == 8 || radix == 16 || radix == 2) &&
          "Radix should be 2, 8, 10, or 16!");
-  assert(StrStart && "String is null?");
-  uint32_t size = 0;
-  // If the radix is a power of 2, read the input
-  // from most significant to least significant.
-  if ((radix & (radix - 1)) == 0) {
-    uint32_t nextBitPos = 0; 
-    uint32_t bits_per_digit = radix / 8 + 2;
-    uint64_t resDigit = 0;
-    BitWidth = slen * bits_per_digit;
-    if (getNumWords() > 1)
-      pVal = getMemory(getNumWords());
-    for (int i = slen - 1; i >= 0; --i) {
-      uint64_t digit = StrStart[i] - '0';
-      resDigit |= digit << nextBitPos;
-      nextBitPos += bits_per_digit;
-      if (nextBitPos >= APINT_BITS_PER_WORD) {
-        if (isSingleWord()) {
-          VAL = resDigit;
-           break;
-        }
-        pVal[size++] = resDigit;
-        nextBitPos -= APINT_BITS_PER_WORD;
-        resDigit = digit >> (bits_per_digit - nextBitPos);
-      }
-    }
-    if (!isSingleWord() && size <= getNumWords()) 
-      pVal[size] = resDigit;
-  } else {   // General case.  The radix is not a power of 2.
-    // For 10-radix, the max value of 64-bit integer is 18446744073709551615,
-    // and its digits number is 20.
-    const uint32_t chars_per_word = 20;
-    if (slen < chars_per_word || 
-        (slen == chars_per_word &&             // In case the value <= 2^64 - 1
-         strcmp(StrStart, "18446744073709551615") <= 0)) {
-      BitWidth = APINT_BITS_PER_WORD;
-      VAL = strtoull(StrStart, 0, 10);
-    } else { // In case the value > 2^64 - 1
-      BitWidth = (slen / chars_per_word + 1) * APINT_BITS_PER_WORD;
-      pVal = getClearedMemory(getNumWords());
-      uint32_t str_pos = 0;
-      while (str_pos < slen) {
-        uint32_t chunk = slen - str_pos;
-        if (chunk > chars_per_word - 1)
-          chunk = chars_per_word - 1;
-        uint64_t resDigit = StrStart[str_pos++] - '0';
-        uint64_t big_base = radix;
-        while (--chunk > 0) {
-          resDigit = resDigit * radix + StrStart[str_pos++] - '0';
-          big_base *= radix;
-        }
-       
-        uint64_t carry;
-        if (!size)
-          carry = resDigit;
-        else {
-          carry = mul_1(pVal, pVal, size, big_base);
-          carry += add_1(pVal, pVal, size, resDigit);
-        }
-        
-        if (carry) pVal[size++] = carry;
-      }
-    }
+  assert(str && "String is null?");
+  bool isNeg = str[0] == '-';
+  if (isNeg)
+    str++, slen--;
+  assert((slen <= numbits || radix != 2) && "Insufficient bit width");
+  assert((slen*3 <= numbits || radix != 8) && "Insufficient bit width");
+  assert((slen*4 <= numbits || radix != 16) && "Insufficient bit width");
+  assert(((slen*64)/22 <= numbits || radix != 10) && "Insufficient bit width");
+
+  // Allocate memory
+  if (!isSingleWord())
+    pVal = getClearedMemory(getNumWords());
+
+  // Figure out if we can shift instead of multiply
+  uint32_t shift = (radix == 16 ? 4 : radix == 8 ? 3 : radix == 2 ? 1 : 0);
+
+  // Set up an APInt for the digit to add outside the loop so we don't
+  // constantly construct/destruct it.
+  APInt apdigit(getBitWidth(), 0);
+  APInt apradix(getBitWidth(), radix);
+
+  // Enter digit traversal loop
+  for (unsigned i = 0; i < slen; i++) {
+    // Get a digit
+    uint32_t digit = 0;
+    char cdigit = str[i];
+    if (isdigit(cdigit))
+      digit = cdigit - '0';
+    else if (isxdigit(cdigit))
+      if (cdigit >= 'a')
+        digit = cdigit - 'a' + 10;
+      else if (cdigit >= 'A')
+        digit = cdigit - 'A' + 10;
+      else
+        assert(0 && "huh?");
+    else
+      assert(0 && "Invalid character in digit string");
+
+    // Shift or multiple the value by the radix
+    if (shift)
+      this->shl(shift);
+    else
+      *this *= apradix;
+
+    // Add in the digit we just interpreted
+    if (apdigit.isSingleWord())
+      apdigit.VAL = digit;
+    else
+      apdigit.pVal[0] = digit;
+    *this += apdigit;
+  }
+  // If its negative, put it in two's complement form
+  if (isNeg) {
+    (*this)--;
+    this->flip();
   }
 }
 
-/// to_string - This function translates the APInt into a string.
 std::string APInt::toString(uint8_t radix, bool wantSigned) const {
   assert((radix == 10 || radix == 8 || radix == 16 || radix == 2) &&
          "Radix should be 2, 8, 10, or 16!");
@@ -1516,19 +1877,32 @@ std::string APInt::toString(uint8_t radix, bool wantSigned) const {
     result = "-";
     insert_at = 1;
   }
-  if (tmp == 0)
+  if (tmp == APInt(tmp.getBitWidth(), 0))
     result = "0";
   else while (tmp.ne(zero)) {
     APInt APdigit(1,0);
-    divide(tmp, tmp.getNumWords(), divisor, divisor.getNumWords(), 0, &APdigit);
-    uint32_t digit = APdigit.getValue();
-    assert(digit < radix && "urem failed");
-    result.insert(insert_at,digits[digit]);
     APInt tmp2(tmp.getBitWidth(), 0);
-    divide(tmp, tmp.getNumWords(), divisor, divisor.getNumWords(), &tmp2, 0);
+    divide(tmp, tmp.getNumWords(), divisor, divisor.getNumWords(), &tmp2, 
+           &APdigit);
+    uint32_t digit = APdigit.getZExtValue();
+    assert(digit < radix && "divide failed");
+    result.insert(insert_at,digits[digit]);
     tmp = tmp2;
   }
 
   return result;
 }
 
+#ifndef NDEBUG
+void APInt::dump() const
+{
+  cerr << "APInt(" << BitWidth << ")=" << std::setbase(16);
+  if (isSingleWord())
+    cerr << VAL;
+  else for (unsigned i = getNumWords(); i > 0; i--) {
+    cerr << pVal[i-1] << " ";
+  }
+  cerr << " U(" << this->toString(10) << ") S(" << this->toStringSigned(10)
+       << ")\n" << std::setbase(10);
+}
+#endif