don't build bzip2 for now
[oota-llvm.git] / lib / Support / APInt.cpp
index deba84b0f66095c487cf98152cd4a6055142a1d1..4142c6ec8bc4a495f9178617ad61871737d8d3c0 100644 (file)
 //
 //                     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"
-
-#if 0
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
-#include <strings.h>
-#include <iostream>
-#include <sstream>
-#include <iomanip>
+#include <math.h>
+#include <limits>
+#include <cstring>
 #include <cstdlib>
-using namespace llvm;
-
-/// 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[],
-                     unsigned len, uint64_t y) {
-  // Split y into high 32-bit part and low 32-bit part.
-  uint64_t ly = y & 0xffffffffULL, hy = y >> 32;
-  uint64_t carry = 0, lx, hx;
-  for (unsigned i = 0; i < len; ++i) {
-    lx = x[i] & 0xffffffffULL;
-    hx = x[i] >> 32;
-    // hasCarry - A flag to indicate if has carry.
-    // hasCarry == 0, no carry
-    // hasCarry == 1, has carry
-    // hasCarry == 2, no carry and the calculation result == 0.
-    uint8_t hasCarry = 0;
-    dest[i] = carry + lx * ly;
-    // Determine if the add above introduces carry.
-    hasCarry = (dest[i] < carry) ? 1 : 0;
-    carry = hx * ly + (dest[i] >> 32) + (hasCarry ? (1ULL << 32) : 0);
-    // The upper limit of carry can be (2^32 - 1)(2^32 - 1) + 
-    // (2^32 - 1) + 2^32 = 2^64.
-    hasCarry = (!carry && hasCarry) ? 1 : (!carry ? 2 : 0);
-
-    carry += (lx * hy) & 0xffffffffULL;
-    dest[i] = (carry << 32) | (dest[i] & 0xffffffffULL);
-    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[], unsigned xlen,
-               uint64_t y[], unsigned ylen) {
-  dest[xlen] = mul_1(dest, x, xlen, y[0]);
-
-  for (unsigned i = 1; i < ylen; ++i) {
-    uint64_t ly = y[i] & 0xffffffffULL, hy = y[i] >> 32;
-    uint64_t carry = 0, lx, hx;
-    for (unsigned j = 0; j < xlen; ++j) {
-      lx = x[j] & 0xffffffffULL;
-      hx = x[j] >> 32;
-      // hasCarry - A flag to indicate if has carry.
-      // hasCarry == 0, no carry
-      // hasCarry == 1, has carry
-      // hasCarry == 2, no carry and the calculation result == 0.
-      uint8_t hasCarry = 0;
-      uint64_t resul = carry + lx * ly;
-      hasCarry = (resul < carry) ? 1 : 0;
-      carry = (hasCarry ? (1ULL << 32) : 0) + hx * ly + (resul >> 32);
-      hasCarry = (!carry && hasCarry) ? 1 : (!carry ? 2 : 0);
-
-      carry += (lx * hy) & 0xffffffffULL;
-      resul = (carry << 32) | (resul & 0xffffffffULL);
-      dest[i+j] += resul;
-      carry = (((!carry && hasCarry != 2) || hasCarry == 1) ? (1ULL << 32) : 0)+
-              (carry >> 32) + (dest[i+j] < resul ? 1 : 0) + 
-              ((lx * hy) >> 32) + hx * hy;
-    }
-    dest[i+xlen] = carry;
-  }
-}
-
-/// add_1 - This function adds the integer array x[] by integer y and
-/// returns the carry.
-/// @returns the carry of the addition.
-static uint64_t add_1(uint64_t dest[], uint64_t x[],
-                      unsigned len, uint64_t y) {
-  uint64_t carry = y;
-
-  for (unsigned i = 0; i < len; ++i) {
-    dest[i] = carry + x[i];
-    carry = (dest[i] < carry) ? 1 : 0;
-  }
-  return carry;
-}
-
-/// 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[], unsigned len) {
-  unsigned carry = 0;
-  
-  for (unsigned i = 0; i< len; ++i) {
-    carry += x[i];
-    dest[i] = carry + y[i];
-    carry = carry < x[i] ? 1 : (dest[i] < carry ? 1 : 0);
-  }
-  return carry;
-}
-
-/// sub_1 - This function subtracts the integer array x[] by
-/// integer y and returns the borrow-out carry.
-static uint64_t sub_1(uint64_t x[], unsigned len, uint64_t y) {
-  uint64_t cy = y;
-
-  for (unsigned i = 0; i < len; ++i) {
-    uint64_t X = x[i];
-    x[i] -= cy;
-    if (cy > X) 
-      cy = 1;
-    else {
-      cy = 0;
-      break;
-    }
-  }
-
-  return cy;
-}
+#ifndef NDEBUG
+#include <iomanip>
+#endif
 
-/// 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[], unsigned len) {
-  // Carry indicator.
-  uint64_t cy = 0;
-  
-  for (unsigned i = 0; i < len; ++i) {
-    uint64_t Y = y[i], X = x[i];
-    Y += cy;
+using namespace llvm;
 
-    cy = Y < cy ? 1 : 0;
-    Y = X - Y;
-    cy += Y > X ? 1 : 0;
-    dest[i] = Y;
-  }
-  return cy;
+/// 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!");
+  memset(result, 0, numWords * sizeof(uint64_t));
+  return result;
 }
 
-/// UnitDiv - This function divides N by D, 
-/// and returns (remainder << 32) | quotient.
-/// Assumes (N >> 32) < D.
-static uint64_t unitDiv(uint64_t N, unsigned 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;
-  }
-  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;
-  }
-
-  return (r << 32) | (q & 0xFFFFFFFFl);
-}
-
-/// 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 unsigned subMul(unsigned dest[], unsigned offset, 
-                        unsigned x[], unsigned len, unsigned y) {
-  uint64_t yl = (uint64_t) y & 0xffffffffL;
-  unsigned carry = 0;
-  unsigned j = 0;
-  do {
-    uint64_t prod = ((uint64_t) x[j] & 0xffffffffL) * yl;
-    unsigned prod_low = (unsigned) prod;
-    unsigned prod_high = (unsigned) (prod >> 32);
-    prod_low += carry;
-    carry = (prod_low < carry ? 1 : 0) + prod_high;
-    unsigned 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;
+/// 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;
 }
 
-/// 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).
-static void div(unsigned zds[], unsigned nx, unsigned y[], unsigned ny) {
-  unsigned j = nx;
-  do {                          // loop over digits of quotient
-    // Knuth's j == our nx-j.
-    // Knuth's u[j:j+n] == our zds[j:j-ny].
-    unsigned qhat;  // treated as unsigned
-    if (zds[j] == y[ny-1]) qhat = -1U;  // 0xffffffff
-    else {
-      uint64_t w = (((uint64_t)(zds[j])) << 32) + 
-                   ((uint64_t)zds[j-1] & 0xffffffffL);
-      qhat = (unsigned) unitDiv(w, y[ny-1]);
-    }
-    if (qhat) {
-      unsigned borrow = subMul(zds, j - ny, y, ny, qhat);
-      unsigned save = zds[j];
-      uint64_t num = ((uint64_t)save&0xffffffffL) - 
-                     ((uint64_t)borrow&0xffffffffL);
-      while (num) {
-        qhat--;
-        uint64_t carry = 0;
-        for (unsigned i = 0;  i < ny; i++) {
-          carry += ((uint64_t) zds[j-ny+i] & 0xffffffffL)
-            + ((uint64_t) y[i] & 0xffffffffL);
-          zds[j-ny+i] = (unsigned) carry;
-          carry >>= 32;
-        }
-        zds[j] += carry;
-        num = carry - 1;
-      }
-    }
-    zds[j] = qhat;
-  } while (--j >= ny);
-}
-
-/// lshift - This function shift x[0:len-1] left by shiftAmt bits, and 
-/// store the len least significant words of the result in 
-/// dest[d_offset:d_offset+len-1]. It returns the bits shifted out from 
-/// the most significant digit.
-static uint64_t lshift(uint64_t dest[], unsigned d_offset,
-                       uint64_t x[], unsigned len, unsigned shiftAmt) {
-  unsigned count = 64 - shiftAmt;
-  int i = len - 1;
-  uint64_t high_word = x[i], retVal = high_word >> count;
-  ++d_offset;
-  while (--i >= 0) {
-    uint64_t low_word = x[i];
-    dest[d_offset+i] = (high_word << shiftAmt) | (low_word >> count);
-    high_word = low_word;
-  }
-  dest[d_offset+i] = high_word << shiftAmt;
-  return retVal;
-}
-
-APInt::APInt(uint64_t val, unsigned numBits, bool sign)
-  : bitsnum(numBits), isSigned(sign) {
-  assert(bitsnum >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
-  assert(bitsnum <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
-  if (isSingleWord()) 
-    VAL = val & (~uint64_t(0ULL) >> (APINT_BITS_PER_WORD - bitsnum));
+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;
   else {
-    // Memory allocation and check if successful.
-    assert((pVal = new uint64_t[numWords()]) && 
-            "APInt memory allocation fails!");
-    bzero(pVal, numWords() * 8);
+    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(unsigned numBits, uint64_t bigVal[], bool sign)
-  : bitsnum(numBits), isSigned(sign) {
-  assert(bitsnum >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
-  assert(bitsnum <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
+APInt::APInt(uint32_t numBits, uint32_t numWords, uint64_t bigVal[])
+  : 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 - bitsnum));
+    VAL = bigVal[0];
   else {
-    // Memory allocation and check if successful.
-    assert((pVal = new uint64_t[numWords()]) && 
-           "APInt memory allocation fails!");
-    // Calculate the actual length of bigVal[].
-    unsigned n = sizeof(*bigVal) / sizeof(bigVal[0]);
-    unsigned maxN = std::max<unsigned>(n, numWords());
-    unsigned minN = std::min<unsigned>(n, numWords());
-    memcpy(pVal, bigVal, (minN - 1) * 8);
-    pVal[minN-1] = bigVal[minN-1] & (~uint64_t(0ULL) >> (64 - bitsnum % 64));
-    if (maxN == numWords())
-      bzero(pVal+n, (numWords() - n) * 8);
-  }
-}
-
-APInt::APInt(std::string& Val, uint8_t radix, bool sign)
-  : isSigned(sign) {
-  assert((radix == 10 || radix == 8 || radix == 16 || radix == 2) &&
-         "Radix should be 2, 8, 10, or 16!");
-  assert(!Val.empty() && "String empty?");
-  unsigned slen = Val.size();
-  unsigned size = 0;
-  // If the radix is a power of 2, read the input
-  // from most significant to least significant.
-  if ((radix & (radix - 1)) == 0) {
-    unsigned nextBitPos = 0, bits_per_digit = radix / 8 + 2;
-    uint64_t resDigit = 0;
-    bitsnum = slen * bits_per_digit;
-    if (numWords() > 1)
-      assert((pVal = new uint64_t[numWords()]) && 
-             "APInt memory allocation fails!");
-    for (int i = slen - 1; i >= 0; --i) {
-      uint64_t digit = Val[i] - 48;             // '0' == 48.
-      resDigit |= digit << nextBitPos;
-      nextBitPos += bits_per_digit;
-      if (nextBitPos >= 64) {
-        if (isSingleWord()) {
-          VAL = resDigit;
-           break;
-        }
-        pVal[size++] = resDigit;
-        nextBitPos -= 64;
-        resDigit = digit >> (bits_per_digit - nextBitPos);
-      }
-    }
-    if (!isSingleWord() && size <= numWords()) 
-      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 14.
-    const unsigned chars_per_word = 20;
-    if (slen < chars_per_word || 
-        (Val <= "18446744073709551615" && 
-         slen == chars_per_word)) { // In case Val <= 2^64 - 1
-      bitsnum = 64;
-      VAL = strtoull(Val.c_str(), 0, 10);
-    } else { // In case Val > 2^64 - 1
-      bitsnum = (slen / chars_per_word + 1) * 64;
-      assert((pVal = new uint64_t[numWords()]) && 
-             "APInt memory allocation fails!");
-      bzero(pVal, numWords() * 8);
-      unsigned str_pos = 0;
-      while (str_pos < slen) {
-        unsigned chunk = slen - str_pos;
-        if (chunk > chars_per_word - 1)
-          chunk = chars_per_word - 1;
-        uint64_t resDigit = Val[str_pos++] - 48;  // 48 == '0'.
-        uint64_t big_base = radix;
-        while (--chunk > 0) {
-          resDigit = resDigit * radix + Val[str_pos++] - 48;
-          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;
-      }
-    }
+    // 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();
+}
+
+APInt::APInt(uint32_t numbits, const char StrStart[], uint32_t slen, 
+             uint8_t radix) 
+  : BitWidth(numbits), VAL(0) {
+  fromString(numbits, StrStart, slen, radix);
+}
+
+APInt::APInt(uint32_t numbits, const std::string& Val, uint8_t radix)
+  : BitWidth(numbits), VAL(0) {
+  assert(!Val.empty() && "String empty?");
+  fromString(numbits, Val.c_str(), Val.size(), radix);
 }
 
-APInt::APInt(const APInt& APIVal)
-  : bitsnum(APIVal.bitsnum), isSigned(APIVal.isSigned) {
-  if (isSingleWord()) VAL = APIVal.VAL;
+APInt::APInt(const APInt& that)
+  : BitWidth(that.BitWidth), VAL(0) {
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL = that.VAL;
   else {
-    // Memory allocation and check if successful.
-    assert((pVal = new uint64_t[numWords()]) && 
-           "APInt memory allocation fails!");
-    memcpy(pVal, APIVal.pVal, numWords() * 8);
+    pVal = getMemory(getNumWords());
+    memcpy(pVal, that.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
   }
 }
 
 APInt::~APInt() {
-  if (!isSingleWord() && pVal) delete[] pVal;
+  if (!isSingleWord() && pVal) 
+    delete [] pVal;
 }
 
-/// whichByte - This function returns the word position 
-/// for the specified bit position.
-inline unsigned APInt::whichByte(unsigned bitPosition)
-{ return (bitPosition % APINT_BITS_PER_WORD) / 8; }
-
-/// @brief Copy assignment operator. Create a new object from the given
-/// APInt one by initialization.
 APInt& APInt::operator=(const APInt& RHS) {
-  if (isSingleWord()) VAL = RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
-  else {
-    unsigned minN = std::min(numWords(), RHS.numWords());
-    memcpy(pVal, RHS.isSingleWord() ? &RHS.VAL : RHS.pVal, minN * 8);
-    if (numWords() != minN)
-      bzero(pVal + minN, (numWords() - minN) * 8);
+  // 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;
   }
-  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 {
+    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;
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL = RHS;
   else {
     pVal[0] = RHS;
-    bzero(pVal, (numWords() - 1) * 8);
+    memset(pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
   }
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Postfix increment operator. Increments the APInt by one.
-const APInt APInt::operator++(int) {
-  APInt API(*this);
-  if (isSingleWord()) ++VAL;
-  else
-    add_1(pVal, pVal, numWords(), 1);
-  API.TruncToBits();
-  return API;
+/// 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 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; // Carry one to next digit.
+    else {
+      y = 0; // No need to carry so exit early
+      break;
+    }
+  }
+  return y;
 }
 
 /// @brief Prefix increment operator. Increments the APInt by one.
 APInt& APInt::operator++() {
-  if (isSingleWord()) ++VAL;
-  else
-    add_1(pVal, pVal, numWords(), 1);
-  TruncToBits();
-  return *this;
-}
-
-/// @brief Postfix decrement operator. Decrements the APInt by one.
-const APInt APInt::operator--(int) {
-  APInt API(*this);
-  if (isSingleWord()) --VAL;
+  if (isSingleWord()) 
+    ++VAL;
   else
-    sub_1(API.pVal, API.numWords(), 1);
-  API.TruncToBits();
-  return API;
+    add_1(pVal, pVal, getNumWords(), 1);
+  return clearUnusedBits();
+}
+
+/// sub_1 - This function subtracts a single "digit" (64-bit word), y, from 
+/// the multi-digit integer array, x[], propagating the borrowed 1 value until 
+/// 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.
+/// @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;
+    if (y > X) 
+      y = 1;  // We have to "borrow 1" from next "digit"
+    else {
+      y = 0;  // No need to borrow
+      break;  // Remaining digits are unchanged so exit early
+    }
+  }
+  return bool(y);
 }
 
 /// @brief Prefix decrement operator. Decrements the APInt by one.
 APInt& APInt::operator--() {
-  if (isSingleWord()) --VAL;
+  if (isSingleWord()) 
+    --VAL;
   else
-    sub_1(pVal, numWords(), 1);
-  TruncToBits();
-  return *this;
+    sub_1(pVal, getNumWords(), 1);
+  return clearUnusedBits();
+}
+
+/// 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) {
+    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) {
-  if (isSingleWord()) VAL += RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL += RHS.VAL;
   else {
-    if (RHS.isSingleWord()) add_1(pVal, pVal, numWords(), RHS.VAL);
-    else {
-      if (numWords() <= RHS.numWords()) 
-        add(pVal, pVal, RHS.pVal, numWords());
-      else {
-        uint64_t carry = add(pVal, pVal, RHS.pVal, RHS.numWords());
-        add_1(pVal + RHS.numWords(), pVal + RHS.numWords(), 
-              numWords() - RHS.numWords(), carry);
-      }
-    }
+    add(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
   }
-  TruncToBits();
-  return *this;
+  return clearUnusedBits();
+}
+
+/// 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 x_tmp = borrow ? x[i] - 1 : x[i];
+    borrow = y[i] > x_tmp || (borrow && x[i] == 0);
+    dest[i] = x_tmp - y[i];
+  }
+  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, numWords(), RHS.VAL);
-    else {
-      if (RHS.numWords() < numWords()) { 
-        uint64_t carry = sub(pVal, pVal, RHS.pVal, RHS.numWords());
-        sub_1(pVal + RHS.numWords(), numWords() - RHS.numWords(), carry); 
-      }
-      else
-        sub(pVal, pVal, RHS.pVal, numWords());
-    }
-  }
-  TruncToBits();
-  return *this;
+    VAL -= RHS.VAL;
+  else
+    sub(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
+  return clearUnusedBits();
 }
 
-/// @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) {
-  if (isSingleWord()) VAL *= RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
-  else {
-    // one-based first non-zero bit position.
-    unsigned first = numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - CountLeadingZeros();
-    unsigned 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.numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - RHS.CountLeadingZeros();
-      unsigned ylen = !first ? 0 : whichWord(first - 1) + 1;
-      if (!ylen) {
-        bzero(pVal, numWords() * 8);
-        return *this;
-      }
-      uint64_t *dest = new uint64_t[xlen+ylen];
-      assert(dest && "Memory Allocation Failed!");
-      mul(dest, pVal, xlen, RHS.pVal, ylen);
-      memcpy(pVal, dest, ((xlen + ylen >= numWords()) ? numWords() : xlen + ylen) * 8);
-      delete[] dest;
-    }
+/// 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;
+
+  // For each digit of x.
+  for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
+    // 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.
+    uint8_t hasCarry = 0;
+    dest[i] = carry + lx * ly;
+    // Determine if the add above introduces carry.
+    hasCarry = (dest[i] < carry) ? 1 : 0;
+    carry = hx * ly + (dest[i] >> 32) + (hasCarry ? (1ULL << 32) : 0);
+    // The upper limit of carry can be (2^32 - 1)(2^32 - 1) + 
+    // (2^32 - 1) + 2^32 = 2^64.
+    hasCarry = (!carry && hasCarry) ? 1 : (!carry ? 2 : 0);
+
+    carry += (lx * hy) & 0xffffffffULL;
+    dest[i] = (carry << 32) | (dest[i] & 0xffffffffULL);
+    carry = (((!carry && hasCarry != 2) || hasCarry == 1) ? (1ULL << 32) : 0) + 
+            (carry >> 32) + ((lx * hy) >> 32) + hx * hy;
   }
-  TruncToBits();
-  return *this;
+  return carry;
 }
 
-/// @brief Division assignment operator. Divides this APInt by the given APInt
-/// &RHS and assigns the result to this APInt.
-APInt& APInt::operator/=(const APInt& RHS) {
-  unsigned first = RHS.numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - 
-                   RHS.CountLeadingZeros();
-  unsigned ylen = !first ? 0 : whichWord(first - 1) + 1;
-  assert(ylen && "Divided by zero???");
-  if (isSingleWord()) {
-    if (isSigned && RHS.isSigned)
-      VAL = RHS.isSingleWord() ? (int64_t(VAL) / int64_t(RHS.VAL)) :
-            (ylen > 1 ? 0 : int64_t(VAL) / int64_t(RHS.pVal[0]));
-    else
-      VAL = RHS.isSingleWord() ? (VAL / RHS.VAL) : 
-          (ylen > 1 ? 0 : VAL / RHS.pVal[0]);
-  } else {
-    unsigned first2 = numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - CountLeadingZeros();
-    unsigned xlen = !first2 ? 0 : whichWord(first2 - 1) + 1;
-    if (!xlen)
-      return *this;
-    else if ((*this) < RHS)
-      bzero(pVal, numWords() * 8);
-    else if ((*this) == RHS) {
-      bzero(pVal, numWords() * 8);
-      pVal[0] = 1;
-    } else if (xlen == 1)
-      pVal[0] /= RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
-    else {
-      uint64_t *xwords = new uint64_t[xlen+1], *ywords = new uint64_t[ylen];
-      assert(xwords && ywords && "Memory Allocation Failed!");
-      memcpy(xwords, pVal, xlen * 8);
-      xwords[xlen] = 0;
-      memcpy(ywords, RHS.isSingleWord() ? &RHS.VAL : RHS.pVal, ylen * 8);
-      if (unsigned nshift = 63 - (first - 1) % 64) {
-        lshift(ywords, 0, ywords, ylen, nshift);
-        unsigned xlentmp = xlen;
-        xwords[xlen++] = lshift(xwords, 0, xwords, xlentmp, nshift);
-      }
-      div((unsigned*)xwords, xlen*2-1, (unsigned*)ywords, ylen*2);
-      bzero(pVal, numWords() * 8);
-      memcpy(pVal, xwords + ylen, (xlen - ylen) * 8);
-      delete[] xwords;
-      delete[] ywords;
+/// 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 = 0, hx = 0;
+    for (uint32_t j = 0; j < xlen; ++j) {
+      lx = x[j] & 0xffffffffULL;
+      hx = x[j] >> 32;
+      // hasCarry - A flag to indicate if has carry.
+      // hasCarry == 0, no carry
+      // hasCarry == 1, has carry
+      // hasCarry == 2, no carry and the calculation result == 0.
+      uint8_t hasCarry = 0;
+      uint64_t resul = carry + lx * ly;
+      hasCarry = (resul < carry) ? 1 : 0;
+      carry = (hasCarry ? (1ULL << 32) : 0) + hx * ly + (resul >> 32);
+      hasCarry = (!carry && hasCarry) ? 1 : (!carry ? 2 : 0);
+
+      carry += (lx * hy) & 0xffffffffULL;
+      resul = (carry << 32) | (resul & 0xffffffffULL);
+      dest[i+j] += resul;
+      carry = (((!carry && hasCarry != 2) || hasCarry == 1) ? (1ULL << 32) : 0)+
+              (carry >> 32) + (dest[i+j] < resul ? 1 : 0) + 
+              ((lx * hy) >> 32) + hx * hy;
     }
+    dest[i+xlen] = carry;
   }
-  return *this;
 }
 
-/// @brief Remainder assignment operator. Yields the remainder from the 
-/// division of this APInt by the given APInt& RHS and assigns the remainder 
-/// to this APInt.
-APInt& APInt::operator%=(const APInt& RHS) {
-  unsigned first = RHS.numWords() * APINT_BITS_PER_WORD -
-                   RHS.CountLeadingZeros();
-  unsigned ylen = !first ? 0 : whichWord(first - 1) + 1;
-  assert(ylen && "Performing remainder operation by zero ???");
+APInt& APInt::operator*=(const APInt& RHS) {
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
   if (isSingleWord()) {
-    if (isSigned && RHS.isSigned)
-      VAL = RHS.isSingleWord() ? (int64_t(VAL) % int64_t(RHS.VAL)) :
-            (ylen > 1 ? VAL : int64_t(VAL) % int64_t(RHS.pVal[0]));
-    else
-      VAL = RHS.isSingleWord() ? (VAL % RHS.VAL) : 
-          (ylen > 1 ? VAL : VAL % RHS.pVal[0]);
-  } else {
-    unsigned first2 = numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - CountLeadingZeros();
-    unsigned xlen = !first2 ? 0 : whichWord(first2 - 1) + 1;
-    if (!xlen || (*this) < RHS)
-      return *this;
-    else if ((*this) == RHS) 
-      bzero(pVal, numWords() * 8);
-    else if (xlen == 1) 
-      pVal[0] %= RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0];
-    else {
-      uint64_t *xwords = new uint64_t[xlen+1], *ywords = new uint64_t[ylen];
-      assert(xwords && ywords && "Memory Allocation Failed!");
-      memcpy(xwords, pVal, xlen * 8);
-      xwords[xlen] = 0;
-      memcpy(ywords, RHS.isSingleWord() ? &RHS.VAL : RHS.pVal, ylen * 8);
-      unsigned nshift = 63 - (first - 1) % 64;
-      if (nshift) {
-        lshift(ywords, 0, ywords, ylen, nshift);
-        unsigned xlentmp = xlen;
-        xwords[xlen++] = lshift(xwords, 0, xwords, xlentmp, nshift);
-      }
-      div((unsigned*)xwords, xlen*2-1, (unsigned*)ywords, ylen*2);
-      bzero(pVal, numWords() * 8);
-      for (unsigned i = 0; i < ylen-1; ++i)
-        pVal[i] = (xwords[i] >> nshift) | (xwords[i+1] << (64 - nshift));
-      pVal[ylen-1] = xwords[ylen-1] >> nshift;
-      delete[] xwords;
-      delete[] ywords;
-    }
+    VAL *= RHS.VAL;
+    clearUnusedBits();
+    return *this;
+  }
+
+  // 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()) {
-    if (RHS.isSingleWord()) VAL &= RHS.VAL;
-    else VAL &= RHS.pVal[0];
-  } else {
-    if (RHS.isSingleWord()) {
-      bzero(pVal, (numWords() - 1) * 8);
-      pVal[0] &= RHS.VAL;
-    } else {
-      unsigned minwords = numWords() < RHS.numWords() ? numWords() : RHS.numWords();
-      for (unsigned i = 0; i < minwords; ++i)
-        pVal[i] &= RHS.pVal[i];
-      if (numWords() > minwords) bzero(pVal+minwords, (numWords() - minwords) * 8);
-    }
+    VAL &= RHS.VAL;
+    return *this;
   }
+  uint32_t numWords = getNumWords();
+  for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
+    pVal[i] &= RHS.pVal[i];
   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()) {
-    if (RHS.isSingleWord()) VAL |= RHS.VAL;
-    else VAL |= RHS.pVal[0];
-  } else {
-    if (RHS.isSingleWord()) {
-      pVal[0] |= RHS.VAL;
-    } else {
-      unsigned minwords = numWords() < RHS.numWords() ? numWords() : RHS.numWords();
-      for (unsigned i = 0; i < minwords; ++i)
-        pVal[i] |= RHS.pVal[i];
-    }
+    VAL |= RHS.VAL;
+    return *this;
   }
-  TruncToBits();
+  uint32_t numWords = getNumWords();
+  for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
+    pVal[i] |= RHS.pVal[i];
   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()) {
-    if (RHS.isSingleWord()) VAL ^= RHS.VAL;
-    else VAL ^= RHS.pVal[0];
-  } else {
-    if (RHS.isSingleWord()) {
-      for (unsigned i = 0; i < numWords(); ++i)
-        pVal[i] ^= RHS.VAL;
-    } else {
-      unsigned minwords = numWords() < RHS.numWords() ? numWords() : RHS.numWords();
-      for (unsigned i = 0; i < minwords; ++i)
-        pVal[i] ^= RHS.pVal[i];
-      if (numWords() > minwords)
-        for (unsigned i = minwords; i < numWords(); ++i)
-          pVal[i] ^= 0;
-    }
-  }
-  TruncToBits();
-  return *this;
+    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 clearUnusedBits();
 }
 
-/// @brief Bitwise AND operator. Performs bitwise AND operation on this APInt
-/// and the given APInt& RHS.
 APInt APInt::operator&(const APInt& RHS) const {
-  APInt API(RHS);
-  return API &= *this;
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  if (isSingleWord())
+    return APInt(getBitWidth(), VAL & RHS.VAL);
+
+  uint32_t numWords = getNumWords();
+  uint64_t* val = getMemory(numWords);
+  for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
+    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 {
-  APInt API(RHS);
-  API |= *this;
-  API.TruncToBits();
-  return API;
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  if (isSingleWord())
+    return APInt(getBitWidth(), VAL | RHS.VAL);
+
+  uint32_t numWords = getNumWords();
+  uint64_t *val = getMemory(numWords);
+  for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
+    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 {
-  APInt API(RHS);
-  API ^= *this;
-  API.TruncToBits();
-  return API;
-}
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  if (isSingleWord())
+    return APInt(BitWidth, VAL ^ RHS.VAL);
 
-/// @brief Logical AND operator. Performs logical AND operation on this APInt
-/// and the given APInt& RHS.
-bool APInt::operator&&(const APInt& RHS) const {
-  if (isSingleWord()) 
-    return RHS.isSingleWord() ? VAL && RHS.VAL : VAL && RHS.pVal[0];
-  else if (RHS.isSingleWord())
-    return RHS.VAL && pVal[0];
-  else {
-    unsigned minN = std::min(numWords(), RHS.numWords());
-    for (unsigned i = 0; i < minN; ++i)
-      if (pVal[i] && RHS.pVal[i])
-        return true;
-  }
-  return false;
-}
+  uint32_t numWords = getNumWords();
+  uint64_t *val = getMemory(numWords);
+  for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
+    val[i] = pVal[i] ^ RHS.pVal[i];
 
-/// @brief Logical OR operator. Performs logical OR operation on this APInt 
-/// and the given APInt& RHS.
-bool APInt::operator||(const APInt& RHS) const {
-  if (isSingleWord()) 
-    return RHS.isSingleWord() ? VAL || RHS.VAL : VAL || RHS.pVal[0];
-  else if (RHS.isSingleWord())
-    return RHS.VAL || pVal[0];
-  else {
-    unsigned minN = std::min(numWords(), RHS.numWords());
-    for (unsigned i = 0; i < minN; ++i)
-      if (pVal[i] || RHS.pVal[i])
-        return true;
-  }
-  return false;
+  // 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;
-  else
-    for (unsigned i = 0; i < numWords(); ++i)
-       if (pVal[i]) 
-         return false;
+
+  for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
+    if (pVal[i]) 
+      return false;
   return true;
 }
 
-/// @brief Multiplication operator. Multiplies this APInt by the given APInt& 
-/// RHS.
 APInt APInt::operator*(const APInt& RHS) const {
-  APInt API(RHS);
-  API *= *this;
-  API.TruncToBits();
-  return API;
-}
-
-/// @brief Division operator. Divides this APInt by the given APInt& RHS.
-APInt APInt::operator/(const APInt& RHS) const {
-  APInt API(*this);
-  return API /= RHS;
-}
-
-/// @brief Remainder operator. Yields the remainder from the division of this
-/// APInt and the given APInt& RHS.
-APInt APInt::operator%(const APInt& RHS) const {
-  APInt API(*this);
-  return API %= RHS;
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  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 {
-  APInt API(*this);
-  API += RHS;
-  API.TruncToBits();
-  return API;
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  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 {
-  APInt API(*this);
-  API -= RHS;
-  API.TruncToBits();
-  return API;
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  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[](unsigned bitPosition) const {
-  return maskBit(bitPosition) & (isSingleWord() ? 
-         VAL : pVal[whichWord(bitPosition)]) != 0;
+bool APInt::operator[](uint32_t bitPosition) const {
+  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 {
-  unsigned n1 = numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - CountLeadingZeros(), 
-           n2 = RHS.numWords() * APINT_BITS_PER_WORD - RHS.CountLeadingZeros();
-  if (n1 != n2) return false;
-  else if (isSingleWord()) 
-    return VAL == (RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0]);
-  else {
-    if (n1 <= 64)
-      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;
-  }
+  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 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 Inequality operator. Compare this APInt with the given APInt& RHS
-/// for the validity of the inequality relationship.
-bool APInt::operator!=(const APInt& RHS) const {
-  return !((*this) == RHS);
+bool APInt::operator==(uint64_t Val) const {
+  if (isSingleWord())
+    return VAL == Val;
+
+  uint32_t n = getActiveBits(); 
+  if (n <= APINT_BITS_PER_WORD)
+    return pVal[0] == Val;
+  else
+    return false;
 }
 
-/// @brief Less-than operator. Compare this APInt with the given APInt& RHS
-/// for the validity of the less-than relationship.
-bool APInt::operator <(const APInt& RHS) const {
-  if (isSigned && RHS.isSigned) {
-    if ((*this)[bitsnum-1] > RHS[RHS.bitsnum-1])
+bool APInt::ult(const APInt& RHS) const {
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be same for comparison");
+  if (isSingleWord())
+    return VAL < RHS.VAL;
+
+  // 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 ((*this)[bitsnum-1] < RHS[RHS.bitsnum-1])
+    if (pVal[i] < RHS.pVal[i]) 
       return true;
   }
-  unsigned n1 = numWords() * 64 - CountLeadingZeros(), 
-           n2 = RHS.numWords() * 64 - RHS.CountLeadingZeros();
-  if (n1 < n2) return true;
-  else if (n1 > n2) return false;
-  else if (isSingleWord())
-    return VAL < (RHS.isSingleWord() ? RHS.VAL : RHS.pVal[0]);
-  else {
-    if (n1 <= 64)
-      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;
-      else if (pVal[i] < RHS.pVal[i]) return true;
-    }
-  }
   return false;
 }
 
-/// @brief Less-than-or-equal operator. Compare this APInt with the given 
-/// APInt& RHS for the validity of the less-than-or-equal relationship.
-bool APInt::operator<=(const APInt& RHS) const {
-  return (*this) == RHS || (*this) < RHS;
-}
+bool APInt::slt(const APInt& RHS) const {
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be same for comparison");
+  if (isSingleWord()) {
+    int64_t lhsSext = (int64_t(VAL) << (64-BitWidth)) >> (64-BitWidth);
+    int64_t rhsSext = (int64_t(RHS.VAL) << (64-BitWidth)) >> (64-BitWidth);
+    return lhsSext < rhsSext;
+  }
 
-/// @brief Greater-than operator. Compare this APInt with the given APInt& RHS
-/// for the validity of the greater-than relationship.
-bool APInt::operator >(const APInt& RHS) const {
-  return !((*this) <= RHS);
-}
+  APInt lhs(*this);
+  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 (rhsNeg) {
+    // Sign bit is set so perform two's complement to make it positive
+    rhs.flip();
+    rhs++;
+  }
 
-/// @brief Greater-than-or-equal operator. Compare this APInt with the given 
-/// APInt& RHS for the validity of the greater-than-or-equal relationship.
-bool APInt::operator>=(const APInt& RHS) const {
-  return !((*this) < 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 (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(unsigned bitPosition) {
-  if (isSingleWord()) VAL |= maskBit(bitPosition);
-  else pVal[whichWord(bitPosition)] |= maskBit(bitPosition);
+APInt& APInt::set(uint32_t 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 = -1ULL;
-  else
-    for (unsigned i = 0; i < numWords(); ++i)
-      pVal[i] = -1ULL;
-  return *this;
+  if (isSingleWord()) {
+    VAL = -1ULL;
+    return clearUnusedBits();
+  }
+
+  // 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".
 /// @brief Set a given bit to 0.
-APInt& APInt::clear(unsigned bitPosition) {
-  if (isSingleWord()) VAL &= ~maskBit(bitPosition);
-  else pVal[whichWord(bitPosition)] &= ~maskBit(bitPosition);
+APInt& APInt::clear(uint32_t bitPosition) {
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL &= ~maskBit(bitPosition);
+  else 
+    pVal[whichWord(bitPosition)] &= ~maskBit(bitPosition);
   return *this;
 }
 
 /// @brief Set every bit to 0.
 APInt& APInt::clear() {
-  if (isSingleWord()) VAL = 0;
-  else bzero(pVal, numWords() * 8);
-  return *this;
-}
-
-/// @brief Left-shift assignment operator. Left-shift the APInt by shiftAmt
-/// and assigns the result to this APInt.
-APInt& APInt::operator<<=(unsigned shiftAmt) {
-  if (shiftAmt >= bitsnum) {
-    if (isSingleWord()) VAL = 0;
-    else bzero(pVal, numWords() * 8);
-  } else {
-    for (unsigned i = 0; i < shiftAmt; ++i) clear(i);
-    for (unsigned i = shiftAmt; i < bitsnum; ++i) {
-      if ((*this)[i-shiftAmt]) set(i);
-      else clear(i);
-    }
-  }
-  return *this;
-}
-
-/// @brief Left-shift operator. Left-shift the APInt by shiftAmt.
-APInt APInt::operator<<(unsigned shiftAmt) const {
-  APInt API(*this);
-  API <<= shiftAmt;
-  return API;
-}
-
-/// @brief Right-shift assignment operator. Right-shift the APInt by shiftAmt
-/// and assigns the result to this APInt.
-APInt& APInt::operator>>=(unsigned shiftAmt) {
-  bool isAShr = isSigned && (*this)[bitsnum-1];
-  if (isSingleWord())
-    VAL = isAShr ? (int64_t(VAL) >> shiftAmt) : (VAL >> shiftAmt);
-  else {
-    unsigned i = 0;
-    for (i = 0; i < bitsnum - shiftAmt; ++i)
-      if ((*this)[i+shiftAmt]) set(i);
-      else clear(i);
-    for (; i < bitsnum; ++i)
-      isAShr ? set(i) : clear(i);
-  }
+  if (isSingleWord()) 
+    VAL = 0;
+  else 
+    memset(pVal, 0, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
   return *this;
 }
 
-/// @brief Right-shift operator. Right-shift the APInt by shiftAmt.
-APInt APInt::operator>>(unsigned shiftAmt) const {
-  APInt API(*this);
-  API >>= shiftAmt;
-  return API;
-}
-
 /// @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 << (64 - bitsnum))) >> (64 - bitsnum);
-  else {
-    unsigned i = 0;
-    for (; i < numWords() - 1; ++i)
-      pVal[i] = ~pVal[i];
-    unsigned offset = 64 - (bitsnum - 64 * (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 
 /// as "bitPosition".
 /// @brief Toggles a given bit to its opposite value.
-APInt& APInt::flip(unsigned bitPosition) {
-  assert(bitPosition < bitsnum && "Out of the bit-width range!");
+APInt& APInt::flip(uint32_t bitPosition) {
+  assert(bitPosition < BitWidth && "Out of the bit-width range!");
   if ((*this)[bitPosition]) clear(bitPosition);
   else set(bitPosition);
   return *this;
 }
 
-/// to_string - This function translates the APInt into a string.
-std::string APInt::to_string(uint8_t radix) const {
-  assert((radix == 10 || radix == 8 || radix == 16 || radix == 2) &&
-         "Radix should be 2, 8, 10, or 16!");
-  std::ostringstream buf;
-  buf << std::setbase(radix);
-  // If the radix is a power of 2, set the format of ostringstream,
-  // and output the value into buf.
-  if ((radix & (radix - 1)) == 0) {
-    if (isSingleWord()) buf << VAL;
-    else {
-      buf << pVal[numWords()-1];
-      buf << std::setw(64 / (radix / 8 + 2)) << std::setfill('0');
-      for (int i = numWords() - 2; i >= 0; --i)
-        buf << pVal[i];
-    }
-  }
-  else {  // If the radix = 10, need to translate the value into a
-          // string.
-    if (isSingleWord()) buf << VAL;
-    else {
-      // FIXME: To be supported.
-    }
+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");
+
+  // Each computation below needs to know if its negative
+  uint32_t isNegative = str[0] == '-';
+  if (isNegative) {
+    slen--;
+    str++;
   }
-  return buf.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");
+
+  // 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;
 }
 
-/// 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(unsigned numBits, bool isSign) {
-  APInt APIVal(numBits, 1);
-  APIVal.set();
-  return isSign ? APIVal.clear(numBits) : APIVal;
+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;
 }
 
-/// 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(unsigned numBits, bool isSign) {
-  APInt APIVal(0, numBits);
-  return isSign ? APIVal : APIVal.set(numBits);
+/// HiBits - This function returns the high "numBits" bits of this APInt.
+APInt APInt::getHiBits(uint32_t numBits) const {
+  return APIntOps::lshr(*this, BitWidth - numBits);
 }
 
-/// getAllOnesValue - This function returns an all-ones value for
-/// an APInt of the specified bit-width.
-APInt APInt::getAllOnesValue(unsigned numBits) {
-  return getMaxValue(numBits, false);
+/// LoBits - This function returns the low "numBits" bits of this APInt.
+APInt APInt::getLoBits(uint32_t numBits) const {
+  return APIntOps::lshr(APIntOps::shl(*this, BitWidth - numBits), 
+                        BitWidth - numBits);
 }
 
-/// getNullValue - This function creates an '0' value for an
-/// APInt of the specified bit-width.
-APInt APInt::getNullValue(unsigned numBits) {
-  return getMinValue(numBits, true);
+bool APInt::isPowerOf2() const {
+  return (!!*this) && !(*this & (*this - APInt(BitWidth,1)));
 }
 
-/// HiBits - This function returns the high "numBits" bits of this APInt.
-APInt APInt::HiBits(unsigned numBits) const {
-  return (*this) >> (bitsnum - numBits); 
+uint32_t APInt::countLeadingZeros() const {
+  uint32_t Count = 0;
+  if (isSingleWord())
+    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;
 }
 
-/// LoBits - This function returns the low "numBits" bits of this APInt.
-APInt APInt::LoBits(unsigned numBits) const {
-  return ((*this) << (bitsnum - numBits)) >> (bitsnum - numBits);
+static uint32_t countLeadingOnes_64(uint64_t V, uint32_t skip) {
+  uint32_t Count = 0;
+  if (skip)
+    V <<= skip;
+  while (V && (V & (1ULL << 63))) {
+    Count++;
+    V <<= 1;
+  }
+  return Count;
 }
 
-/// 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.
-unsigned APInt::CountLeadingZeros() const {
+uint32_t APInt::countLeadingOnes() const {
   if (isSingleWord())
-    return CountLeadingZeros_64(VAL);
-  unsigned Count = 0;
-  for (int i = numWords() - 1; i >= 0; --i) {
-    unsigned tmp = CountLeadingZeros_64(pVal[i]);
-    Count += tmp;
-    if (tmp != 64)
-      break;
+    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;
 }
 
-/// CountTrailingZero - 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.
-unsigned APInt::CountTrailingZeros() const {
+uint32_t APInt::countTrailingZeros() const {
   if (isSingleWord())
-    return CountTrailingZeros_64(~VAL & (VAL - 1));
-  APInt Tmp = ~(*this) & ((*this) - 1);
-  return numWords() * 64 - Tmp.CountLeadingZeros();
+    return CountTrailingZeros_64(VAL);
+  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.
-unsigned APInt::CountPopulation() const {
+uint32_t APInt::countPopulation() const {
   if (isSingleWord())
     return CountPopulation_64(VAL);
-  unsigned Count = 0;
-  for (unsigned i = 0; i < numWords(); ++i)
+  uint32_t Count = 0;
+  for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
     Count += CountPopulation_64(pVal[i]);
   return Count;
 }
 
-
-/// ByteSwap - This function returns a byte-swapped representation of the
-/// APInt argument, APIVal.
-APInt llvm::ByteSwap(const APInt& APIVal) {
-  if (APIVal.bitsnum <= 32)
-    return APInt(APIVal.bitsnum, ByteSwap_32(unsigned(APIVal.VAL)));
-  else if (APIVal.bitsnum <= 64)
-    return APInt(APIVal.bitsnum, ByteSwap_64(APIVal.VAL));
-  else
-    return APIVal;
+APInt APInt::byteSwap() const {
+  assert(BitWidth >= 16 && BitWidth % 16 == 0 && "Cannot byteswap!");
+  if (BitWidth == 16)
+    return APInt(BitWidth, ByteSwap_16(uint16_t(VAL)));
+  else if (BitWidth == 32)
+    return APInt(BitWidth, ByteSwap_32(uint32_t(VAL)));
+  else if (BitWidth == 48) {
+    uint32_t Tmp1 = uint32_t(VAL >> 16);
+    Tmp1 = ByteSwap_32(Tmp1);
+    uint16_t Tmp2 = uint16_t(VAL);
+    Tmp2 = ByteSwap_16(Tmp2);
+    return APInt(BitWidth, (uint64_t(Tmp2) << 32) | Tmp1);
+  } else if (BitWidth == 64)
+    return APInt(BitWidth, ByteSwap_64(VAL));
+  else {
+    APInt Result(BitWidth, 0);
+    char *pByte = (char*)Result.pVal;
+    for (uint32_t i = 0; i < BitWidth / APINT_WORD_SIZE / 2; ++i) {
+      char Tmp = pByte[i];
+      pByte[i] = pByte[BitWidth / APINT_WORD_SIZE - 1 - i];
+      pByte[BitWidth / APINT_WORD_SIZE - i - 1] = Tmp;
+    }
+    return Result;
+  }
 }
 
-/// GreatestCommonDivisor - This function returns the greatest common
-/// divisor of the two APInt values using Enclid's algorithm.
-APInt llvm::GreatestCommonDivisor(const APInt& API1, const APInt& API2) {
+APInt llvm::APIntOps::GreatestCommonDivisor(const APInt& API1, 
+                                            const APInt& API2) {
   APInt A = API1, B = API2;
   while (!!B) {
     APInt T = B;
-    B = A % B;
+    B = APIntOps::urem(A, B);
     A = T;
   }
   return A;
 }
 
+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(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(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;
+}
+
+/// RoundToDouble - This function convert this APInt to a double.
+/// The layout for double is as following (IEEE Standard 754):
+///  --------------------------------------
+/// |  Sign    Exponent    Fraction    Bias |
+/// |-------------------------------------- |
+/// |  1[63]   11[62-52]   52[51-00]   1023 |
+///  -------------------------------------- 
+double APInt::roundToDouble(bool isSigned) const {
+
+  // Handle the simple case where the value is contained in one uint64_t.
+  if (isSingleWord() || getActiveBits() <= APINT_BITS_PER_WORD) {
+    if (isSigned) {
+      int64_t sext = (int64_t(VAL) << (64-BitWidth)) >> (64-BitWidth);
+      return double(sext);
+    } else
+      return double(VAL);
+  }
+
+  // Determine if the value is negative.
+  bool isNeg = isSigned ? (*this)[BitWidth-1] : false;
+
+  // Construct the absolute value if we're negative.
+  APInt Tmp(isNeg ? -(*this) : (*this));
+
+  // Figure out how many bits we're using.
+  uint32_t n = Tmp.getActiveBits();
+
+  // The exponent (without bias normalization) is just the number of bits
+  // we are using. Note that the sign bit is gone since we constructed the
+  // absolute value.
+  uint64_t exp = n;
+
+  // Return infinity for exponent overflow
+  if (exp > 1023) {
+    if (!isSigned || !isNeg)
+      return std::numeric_limits<double>::infinity();
+    else 
+      return -std::numeric_limits<double>::infinity();
+  }
+  exp += 1023; // Increment for 1023 bias
+
+  // Number of bits in mantissa is 52. To obtain the mantissa value, we must
+  // extract the high 52 bits from the correct words in pVal.
+  uint64_t mantissa;
+  unsigned hiWord = whichWord(n-1);
+  if (hiWord == 0) {
+    mantissa = Tmp.pVal[0];
+    if (n > 52)
+      mantissa >>= n - 52; // shift down, we want the top 52 bits.
+  } else {
+    assert(hiWord > 0 && "huh?");
+    uint64_t hibits = Tmp.pVal[hiWord] << (52 - n % APINT_BITS_PER_WORD);
+    uint64_t lobits = Tmp.pVal[hiWord-1] >> (11 + n % APINT_BITS_PER_WORD);
+    mantissa = hibits | lobits;
+  }
+
+  // The leading bit of mantissa is implicit, so get rid of it.
+  uint64_t sign = isNeg ? (1ULL << (APINT_BITS_PER_WORD - 1)) : 0;
+  union {
+    double D;
+    uint64_t I;
+  } T;
+  T.I = sign | (exp << 52) | mantissa;
+  return T.D;
+}
+
+// Truncate to new 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.
+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.
+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 {
+  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));
+    }
+  }
+
+  // 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 {
+  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();
+  }
+
+  // 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 {
+  assert(shiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
+  if (isSingleWord()) {
+    if (shiftAmt == BitWidth)
+      return APInt(BitWidth, 0); // avoid undefined shift results
+    return APInt(BitWidth, 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, 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();
+  }
+
+  // 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();
+  }
+
+  // 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
+  }
+
+  // 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
+/// variables here have the same names as in the algorithm. Comments explain
+/// the algorithm and any deviation from it.
+static void KnuthDiv(uint32_t *u, uint32_t *v, uint32_t *q, uint32_t* r, 
+                     uint32_t m, uint32_t n) {
+  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 
+  // 2 allows us to shift instead of multiply and it is easy to determine the 
+  // shift amount from the leading zeros.  We are basically normalizing the u
+  // and v so that its high bits are shifted to the top of v's range without
+  // overflow. Note that this can require an extra word in u so that u must
+  // be of length m+n+1.
+  uint32_t shift = CountLeadingZeros_32(v[n-1]);
+  uint32_t v_carry = 0;
+  uint32_t u_carry = 0;
+  if (shift) {
+    for (uint32_t i = 0; i < m+n; ++i) {
+      uint32_t u_tmp = u[i] >> (32 - shift);
+      u[i] = (u[i] << shift) | u_carry;
+      u_carry = u_tmp;
+    }
+    for (uint32_t i = 0; i < n; ++i) {
+      uint32_t v_tmp = v[i] >> (32 - shift);
+      v[i] = (v[i] << shift) | v_carry;
+      v_carry = v_tmp;
+    }
+  }
+  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')
+    // Now test if qp == b or qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]; if so, decrease
+    // qp by 1, inrease rp by v[n-1], and repeat this test if rp < b. The test
+    // 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 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 && (qp == b || qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]))
+        qp--;
+    }
+    DEBUG(cerr << "KnuthDiv: qp == " << qp << ", rp == " << rp << '\n');
+
+    // 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;
+      }
+    }
+    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 (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. 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 limit = std::min(u[j+i],v[i]);
+        u[j+i] += v[i] + carry;
+        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);
+
+  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
+  // compute the remainder (urem uses this).
+  if (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
+    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');
+}
+
+void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords, 
+                   const APInt &RHS, uint32_t rhsWords,
+                   APInt *Quotient, APInt *Remainder)
+{
+  assert(lhsWords >= rhsWords && "Fractional result");
+
+  // First, compose the values into an array of 32-bit words instead of 
+  // 64-bit words. This is a necessity of both the "short division" algorithm
+  // and the the Knuth "classical algorithm" which requires there to be native 
+  // operations for +, -, and * on an m bit value with an m*2 bit result. We 
+  // can't use 64-bit operands here because we don't have native results of 
+  // 128-bits. Furthremore, casting the 64-bit values to 32-bit values won't 
+  // work on large-endian machines.
+  uint64_t mask = ~0ull >> (sizeof(uint32_t)*8);
+  uint32_t n = rhsWords * 2;
+  uint32_t m = (lhsWords * 2) - n;
+
+  // 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 = (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.
+
+  // Initialize the divisor
+  memset(V, 0, (n)*sizeof(uint32_t));
+  for (unsigned i = 0; i < rhsWords; ++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);
+  }
+
+  // initialize the quotient and remainder
+  memset(Q, 0, (m+n) * sizeof(uint32_t));
+  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
+  // divisor (i.e. m+n is the length of the dividend). These sizes must not 
+  // contain any zero words or the Knuth algorithm fails.
+  for (unsigned i = n; i > 0 && V[i-1] == 0; i--) {
+    n--;
+    m++;
+  }
+  for (unsigned i = m+n; i > 0 && U[i-1] == 0; i--)
+    m--;
+
+  // If we're left with only a single word for the divisor, Knuth doesn't work
+  // so we implement the short division algorithm here. This is much simpler
+  // and faster because we are certain that we can divide a 64-bit quantity
+  // by a 32-bit quantity at hardware speed and short division is simply a
+  // series of such operations. This is just like doing short division but we
+  // are using base 2^32 instead of base 10.
+  assert(n != 0 && "Divide by zero?");
+  if (n == 1) {
+    uint32_t divisor = V[0];
+    uint32_t remainder = 0;
+    for (int i = m+n-1; i >= 0; i--) {
+      uint64_t partial_dividend = uint64_t(remainder) << 32 | U[i];
+      if (partial_dividend == 0) {
+        Q[i] = 0;
+        remainder = 0;
+      } else if (partial_dividend < divisor) {
+        Q[i] = 0;
+        remainder = partial_dividend;
+      } else if (partial_dividend == divisor) {
+        Q[i] = 1;
+        remainder = 0;
+      } else {
+        Q[i] = partial_dividend / divisor;
+        remainder = partial_dividend - (Q[i] * divisor);
+      }
+    }
+    if (R)
+      R[0] = remainder;
+  } else {
+    // Now we're ready to invoke the Knuth classical divide algorithm. In this
+    // case n > 1.
+    KnuthDiv(U, V, Q, R, m, n);
+  }
 
+  // If the caller wants the quotient
+  if (Quotient) {
+    // Set up the Quotient value's memory.
+    if (Quotient->BitWidth != LHS.BitWidth) {
+      if (Quotient->isSingleWord())
+        Quotient->VAL = 0;
+      else
+        delete [] Quotient->pVal;
+      Quotient->BitWidth = LHS.BitWidth;
+      if (!Quotient->isSingleWord())
+        Quotient->pVal = getClearedMemory(Quotient->getNumWords());
+    } else
+      Quotient->clear();
+
+    // The quotient is in Q. Reconstitute the quotient into Quotient's low 
+    // order words.
+    if (lhsWords == 1) {
+      uint64_t tmp = 
+        uint64_t(Q[0]) | (uint64_t(Q[1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
+      if (Quotient->isSingleWord())
+        Quotient->VAL = tmp;
+      else
+        Quotient->pVal[0] = tmp;
+    } else {
+      assert(!Quotient->isSingleWord() && "Quotient APInt not large enough");
+      for (unsigned i = 0; i < lhsWords; ++i)
+        Quotient->pVal[i] = 
+          uint64_t(Q[i*2]) | (uint64_t(Q[i*2+1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
+    }
+  }
+
+  // If the caller wants the remainder
+  if (Remainder) {
+    // Set up the Remainder value's memory.
+    if (Remainder->BitWidth != RHS.BitWidth) {
+      if (Remainder->isSingleWord())
+        Remainder->VAL = 0;
+      else
+        delete [] Remainder->pVal;
+      Remainder->BitWidth = RHS.BitWidth;
+      if (!Remainder->isSingleWord())
+        Remainder->pVal = getClearedMemory(Remainder->getNumWords());
+    } else
+      Remainder->clear();
+
+    // The remainder is in R. Reconstitute the remainder into Remainder's low
+    // order words.
+    if (rhsWords == 1) {
+      uint64_t tmp = 
+        uint64_t(R[0]) | (uint64_t(R[1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
+      if (Remainder->isSingleWord())
+        Remainder->VAL = tmp;
+      else
+        Remainder->pVal[0] = tmp;
+    } else {
+      assert(!Remainder->isSingleWord() && "Remainder APInt not large enough");
+      for (unsigned i = 0; i < rhsWords; ++i)
+        Remainder->pVal[i] = 
+          uint64_t(R[i*2]) | (uint64_t(R[i*2+1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
+    }
+  }
+
+  // Clean up the memory we allocated.
+  if (U != &SPACE[0]) {
+    delete [] U;
+    delete [] V;
+    delete [] Q;
+    delete [] R;
+  }
+}
+
+APInt APInt::udiv(const APInt& RHS) const {
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+
+  // First, deal with the easy case
+  if (isSingleWord()) {
+    assert(RHS.VAL != 0 && "Divide by zero?");
+    return APInt(BitWidth, VAL / RHS.VAL);
+  }
+
+  // Get some facts about the LHS and RHS number of bits and words
+  uint32_t rhsBits = RHS.getActiveBits();
+  uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(rhsBits - 1) + 1);
+  assert(rhsWords && "Divided by zero???");
+  uint32_t lhsBits = this->getActiveBits();
+  uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(lhsBits - 1) + 1);
+
+  // Deal with some degenerate cases
+  if (!lhsWords) 
+    // 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
+    return APInt(BitWidth, this->pVal[0] / RHS.pVal[0]);
+  }
+
+  // We have to compute it the hard way. Invoke the Knuth divide algorithm.
+  APInt Quotient(1,0); // to hold result.
+  divide(*this, lhsWords, RHS, rhsWords, &Quotient, 0);
+  return Quotient;
+}
+
+APInt APInt::urem(const APInt& RHS) const {
+  assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
+  if (isSingleWord()) {
+    assert(RHS.VAL != 0 && "Remainder by zero?");
+    return APInt(BitWidth, VAL % RHS.VAL);
+  }
+
+  // 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 ???");
+
+  // Check the degenerate cases
+  if (lhsWords == 0) {
+    // 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;
+    return APInt(BitWidth, 0);
+  } else if (lhsWords == 1) {
+    // All high words are zero, just use native remainder
+    return APInt(BitWidth, pVal[0] % RHS.pVal[0]);
+  }
+
+  // We have to compute it the hard way. Invoke the Knute divide algorithm.
+  APInt Remainder(1,0);
+  divide(*this, lhsWords, RHS, rhsWords, 0, &Remainder);
+  return Remainder;
+}
+
+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(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();
+  }
+}
+
+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!");
+  static const char *digits[] = { 
+    "0","1","2","3","4","5","6","7","8","9","A","B","C","D","E","F" 
+  };
+  std::string result;
+  uint32_t bits_used = getActiveBits();
+  if (isSingleWord()) {
+    char buf[65];
+    const char *format = (radix == 10 ? (wantSigned ? "%lld" : "%llu") :
+       (radix == 16 ? "%llX" : (radix == 8 ? "%llo" : 0)));
+    if (format) {
+      if (wantSigned) {
+        int64_t sextVal = (int64_t(VAL) << (APINT_BITS_PER_WORD-BitWidth)) >> 
+                           (APINT_BITS_PER_WORD-BitWidth);
+        sprintf(buf, format, sextVal);
+      } else 
+        sprintf(buf, format, VAL);
+    } else {
+      memset(buf, 0, 65);
+      uint64_t v = VAL;
+      while (bits_used) {
+        uint32_t bit = v & 1;
+        bits_used--;
+        buf[bits_used] = digits[bit][0];
+        v >>=1;
+      }
+    }
+    result = buf;
+    return result;
+  }
+
+  if (radix != 10) {
+    uint64_t mask = radix - 1;
+    uint32_t shift = (radix == 16 ? 4 : radix  == 8 ? 3 : 1);
+    uint32_t nibbles = APINT_BITS_PER_WORD / shift;
+    for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i) {
+      uint64_t value = pVal[i];
+      for (uint32_t j = 0; j < nibbles; ++j) {
+        result.insert(0, digits[ value & mask ]);
+        value >>= shift;
+      }
+    }
+    return result;
+  }
+
+  APInt tmp(*this);
+  APInt divisor(4, radix);
+  APInt zero(tmp.getBitWidth(), 0);
+  size_t insert_at = 0;
+  if (wantSigned && tmp[BitWidth-1]) {
+    // They want to print the signed version and it is a negative value
+    // Flip the bits and add one to turn it into the equivalent positive
+    // value and put a '-' in the result.
+    tmp.flip();
+    tmp++;
+    result = "-";
+    insert_at = 1;
+  }
+  if (tmp == APInt(tmp.getBitWidth(), 0))
+    result = "0";
+  else while (tmp.ne(zero)) {
+    APInt APdigit(1,0);
+    APInt tmp2(tmp.getBitWidth(), 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