Add a utility function that detects whether a loop is guaranteed to be finite.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScalarEvolution.cpp
index fed57f9d917dfb4ebc932612d9264160b277a7bb..8fb46dd883b9089c28eed9dd4185a4861c7695e0 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
@@ -83,9 +83,6 @@
 #include <cmath>
 using namespace llvm;
 
-STATISTIC(NumBruteForceEvaluations,
-          "Number of brute force evaluations needed to "
-          "calculate high-order polynomial exit values");
 STATISTIC(NumArrayLenItCounts,
           "Number of trip counts computed with array length");
 STATISTIC(NumTripCountsComputed,
@@ -95,16 +92,14 @@ STATISTIC(NumTripCountsNotComputed,
 STATISTIC(NumBruteForceTripCountsComputed,
           "Number of loops with trip counts computed by force");
 
-cl::opt<unsigned>
+static cl::opt<unsigned>
 MaxBruteForceIterations("scalar-evolution-max-iterations", cl::ReallyHidden,
                         cl::desc("Maximum number of iterations SCEV will "
                                  "symbolically execute a constant derived loop"),
                         cl::init(100));
 
-namespace {
-  RegisterPass<ScalarEvolution>
-  R("scalar-evolution", "Scalar Evolution Analysis");
-}
+static RegisterPass<ScalarEvolution>
+R("scalar-evolution", "Scalar Evolution Analysis", false, true);
 char ScalarEvolution::ID = 0;
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -119,21 +114,18 @@ void SCEV::dump() const {
   print(cerr);
 }
 
-/// getValueRange - Return the tightest constant bounds that this value is
-/// known to have.  This method is only valid on integer SCEV objects.
-ConstantRange SCEV::getValueRange() const {
-  const Type *Ty = getType();
-  assert(Ty->isInteger() && "Can't get range for a non-integer SCEV!");
-  // Default to a full range if no better information is available.
-  return ConstantRange(getBitWidth());
-}
-
 uint32_t SCEV::getBitWidth() const {
   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(getType()))
     return ITy->getBitWidth();
   return 0;
 }
 
+bool SCEV::isZero() const {
+  if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(this))
+    return SC->getValue()->isZero();
+  return false;
+}
+
 
 SCEVCouldNotCompute::SCEVCouldNotCompute() : SCEV(scCouldNotCompute) {}
 
@@ -188,10 +180,6 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getConstant(const APInt& Val) {
   return getConstant(ConstantInt::get(Val));
 }
 
-ConstantRange SCEVConstant::getValueRange() const {
-  return ConstantRange(V->getValue());
-}
-
 const Type *SCEVConstant::getType() const { return V->getType(); }
 
 void SCEVConstant::print(std::ostream &OS) const {
@@ -216,10 +204,6 @@ SCEVTruncateExpr::~SCEVTruncateExpr() {
   SCEVTruncates->erase(std::make_pair(Op, Ty));
 }
 
-ConstantRange SCEVTruncateExpr::getValueRange() const {
-  return getOperand()->getValueRange().truncate(getBitWidth());
-}
-
 void SCEVTruncateExpr::print(std::ostream &OS) const {
   OS << "(truncate " << *Op << " to " << *Ty << ")";
 }
@@ -242,10 +226,6 @@ SCEVZeroExtendExpr::~SCEVZeroExtendExpr() {
   SCEVZeroExtends->erase(std::make_pair(Op, Ty));
 }
 
-ConstantRange SCEVZeroExtendExpr::getValueRange() const {
-  return getOperand()->getValueRange().zeroExtend(getBitWidth());
-}
-
 void SCEVZeroExtendExpr::print(std::ostream &OS) const {
   OS << "(zeroextend " << *Op << " to " << *Ty << ")";
 }
@@ -268,10 +248,6 @@ SCEVSignExtendExpr::~SCEVSignExtendExpr() {
   SCEVSignExtends->erase(std::make_pair(Op, Ty));
 }
 
-ConstantRange SCEVSignExtendExpr::getValueRange() const {
-  return getOperand()->getValueRange().signExtend(getBitWidth());
-}
-
 void SCEVSignExtendExpr::print(std::ostream &OS) const {
   OS << "(signextend " << *Op << " to " << *Ty << ")";
 }
@@ -318,6 +294,10 @@ replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
         return SE.getAddExpr(NewOps);
       else if (isa<SCEVMulExpr>(this))
         return SE.getMulExpr(NewOps);
+      else if (isa<SCEVSMaxExpr>(this))
+        return SE.getSMaxExpr(NewOps);
+      else if (isa<SCEVUMaxExpr>(this))
+        return SE.getUMaxExpr(NewOps);
       else
         assert(0 && "Unknown commutative expr!");
     }
@@ -326,21 +306,21 @@ replaceSymbolicValuesWithConcrete(const SCEVHandle &Sym,
 }
 
 
-// SCEVSDivs - Only allow the creation of one SCEVSDivExpr for any particular
+// SCEVUDivs - Only allow the creation of one SCEVUDivExpr for any particular
 // input.  Don't use a SCEVHandle here, or else the object will never be
 // deleted!
 static ManagedStatic<std::map<std::pair<SCEV*, SCEV*>, 
-                     SCEVSDivExpr*> > SCEVSDivs;
+                     SCEVUDivExpr*> > SCEVUDivs;
 
-SCEVSDivExpr::~SCEVSDivExpr() {
-  SCEVSDivs->erase(std::make_pair(LHS, RHS));
+SCEVUDivExpr::~SCEVUDivExpr() {
+  SCEVUDivs->erase(std::make_pair(LHS, RHS));
 }
 
-void SCEVSDivExpr::print(std::ostream &OS) const {
-  OS << "(" << *LHS << " /s " << *RHS << ")";
+void SCEVUDivExpr::print(std::ostream &OS) const {
+  OS << "(" << *LHS << " /u " << *RHS << ")";
 }
 
-const Type *SCEVSDivExpr::getType() const {
+const Type *SCEVUDivExpr::getType() const {
   return LHS->getType();
 }
 
@@ -427,7 +407,7 @@ namespace {
   /// than the complexity of the RHS.  This comparator is used to canonicalize
   /// expressions.
   struct VISIBILITY_HIDDEN SCEVComplexityCompare {
-    bool operator()(SCEV *LHS, SCEV *RHS) {
+    bool operator()(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
       return LHS->getSCEVType() < RHS->getSCEVType();
     }
   };
@@ -448,7 +428,7 @@ static void GroupByComplexity(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   if (Ops.size() == 2) {
     // This is the common case, which also happens to be trivially simple.
     // Special case it.
-    if (Ops[0]->getSCEVType() > Ops[1]->getSCEVType())
+    if (SCEVComplexityCompare()(Ops[1], Ops[0]))
       std::swap(Ops[0], Ops[1]);
     return;
   }
@@ -490,35 +470,29 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty) {
   if (Val == 0)
     C = Constant::getNullValue(Ty);
   else if (Ty->isFloatingPoint())
-    C = ConstantFP::get(Ty, APFloat(Ty==Type::FloatTy ? APFloat::IEEEsingle : 
-                            APFloat::IEEEdouble, Val));
+    C = ConstantFP::get(APFloat(Ty==Type::FloatTy ? APFloat::IEEEsingle : 
+                                APFloat::IEEEdouble, Val));
   else 
     C = ConstantInt::get(Ty, Val);
   return getUnknown(C);
 }
 
-/// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
-/// input value to the specified type.  If the type must be extended, it is zero
-/// extended.
-static SCEVHandle getTruncateOrZeroExtend(const SCEVHandle &V, const Type *Ty,
-                                          ScalarEvolution &SE) {
-  const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert(SrcTy->isInteger() && Ty->isInteger() &&
-         "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
-  if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() == Ty->getPrimitiveSizeInBits())
-    return V;  // No conversion
-  if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() > Ty->getPrimitiveSizeInBits())
-    return SE.getTruncateExpr(V, Ty);
-  return SE.getZeroExtendExpr(V, Ty);
-}
-
 /// getNegativeSCEV - Return a SCEV corresponding to -V = -1*V
 ///
 SCEVHandle ScalarEvolution::getNegativeSCEV(const SCEVHandle &V) {
   if (SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
     return getUnknown(ConstantExpr::getNeg(VC->getValue()));
 
-  return getMulExpr(V, getIntegerSCEV(-1, V->getType()));
+  return getMulExpr(V, getConstant(ConstantInt::getAllOnesValue(V->getType())));
+}
+
+/// getNotSCEV - Return a SCEV corresponding to ~V = -1-V
+SCEVHandle ScalarEvolution::getNotSCEV(const SCEVHandle &V) {
+  if (SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
+    return getUnknown(ConstantExpr::getNot(VC->getValue()));
+
+  SCEVHandle AllOnes = getConstant(ConstantInt::getAllOnesValue(V->getType()));
+  return getMinusSCEV(AllOnes, V);
 }
 
 /// getMinusSCEV - Return a SCEV corresponding to LHS - RHS.
@@ -530,57 +504,153 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getMinusSCEV(const SCEVHandle &LHS,
 }
 
 
-/// PartialFact - Compute V!/(V-NumSteps)!
-static SCEVHandle PartialFact(SCEVHandle V, unsigned NumSteps,
-                              ScalarEvolution &SE) {
-  // Handle this case efficiently, it is common to have constant iteration
-  // counts while computing loop exit values.
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
-    const APInt& Val = SC->getValue()->getValue();
-    APInt Result(Val.getBitWidth(), 1);
-    for (; NumSteps; --NumSteps)
-      Result *= Val-(NumSteps-1);
-    return SE.getConstant(Result);
+/// BinomialCoefficient - Compute BC(It, K).  The result has width W.
+// Assume, K > 0.
+static SCEVHandle BinomialCoefficient(SCEVHandle It, unsigned K,
+                                      ScalarEvolution &SE,
+                                      const IntegerType* ResultTy) {
+  // Handle the simplest case efficiently.
+  if (K == 1)
+    return SE.getTruncateOrZeroExtend(It, ResultTy);
+
+  // We are using the following formula for BC(It, K):
+  //
+  //   BC(It, K) = (It * (It - 1) * ... * (It - K + 1)) / K!
+  //
+  // Suppose, W is the bitwidth of the return value.  We must be prepared for
+  // overflow.  Hence, we must assure that the result of our computation is
+  // equal to the accurate one modulo 2^W.  Unfortunately, division isn't
+  // safe in modular arithmetic.
+  //
+  // However, this code doesn't use exactly that formula; the formula it uses
+  // is something like the following, where T is the number of factors of 2 in 
+  // K! (i.e. trailing zeros in the binary representation of K!), and ^ is
+  // exponentiation:
+  //
+  //   BC(It, K) = (It * (It - 1) * ... * (It - K + 1)) / 2^T / (K! / 2^T)
+  //
+  // This formula is trivially equivalent to the previous formula.  However,
+  // this formula can be implemented much more efficiently.  The trick is that
+  // K! / 2^T is odd, and exact division by an odd number *is* safe in modular
+  // arithmetic.  To do exact division in modular arithmetic, all we have
+  // to do is multiply by the inverse.  Therefore, this step can be done at
+  // width W.
+  // 
+  // The next issue is how to safely do the division by 2^T.  The way this
+  // is done is by doing the multiplication step at a width of at least W + T
+  // bits.  This way, the bottom W+T bits of the product are accurate. Then,
+  // when we perform the division by 2^T (which is equivalent to a right shift
+  // by T), the bottom W bits are accurate.  Extra bits are okay; they'll get
+  // truncated out after the division by 2^T.
+  //
+  // In comparison to just directly using the first formula, this technique
+  // is much more efficient; using the first formula requires W * K bits,
+  // but this formula less than W + K bits. Also, the first formula requires
+  // a division step, whereas this formula only requires multiplies and shifts.
+  //
+  // It doesn't matter whether the subtraction step is done in the calculation
+  // width or the input iteration count's width; if the subtraction overflows,
+  // the result must be zero anyway.  We prefer here to do it in the width of
+  // the induction variable because it helps a lot for certain cases; CodeGen
+  // isn't smart enough to ignore the overflow, which leads to much less
+  // efficient code if the width of the subtraction is wider than the native
+  // register width.
+  //
+  // (It's possible to not widen at all by pulling out factors of 2 before
+  // the multiplication; for example, K=2 can be calculated as
+  // It/2*(It+(It*INT_MIN/INT_MIN)+-1). However, it requires
+  // extra arithmetic, so it's not an obvious win, and it gets
+  // much more complicated for K > 3.)
+
+  // Protection from insane SCEVs; this bound is conservative,
+  // but it probably doesn't matter.
+  if (K > 1000)
+    return new SCEVCouldNotCompute();
+
+  unsigned W = ResultTy->getBitWidth();
+
+  // Calculate K! / 2^T and T; we divide out the factors of two before
+  // multiplying for calculating K! / 2^T to avoid overflow.
+  // Other overflow doesn't matter because we only care about the bottom
+  // W bits of the result.
+  APInt OddFactorial(W, 1);
+  unsigned T = 1;
+  for (unsigned i = 3; i <= K; ++i) {
+    APInt Mult(W, i);
+    unsigned TwoFactors = Mult.countTrailingZeros();
+    T += TwoFactors;
+    Mult = Mult.lshr(TwoFactors);
+    OddFactorial *= Mult;
   }
 
-  const Type *Ty = V->getType();
-  if (NumSteps == 0)
-    return SE.getIntegerSCEV(1, Ty);
+  // We need at least W + T bits for the multiplication step
+  // FIXME: A temporary hack; we round up the bitwidths
+  // to the nearest power of 2 to be nice to the code generator.
+  unsigned CalculationBits = 1U << Log2_32_Ceil(W + T);
+  // FIXME: Temporary hack to avoid generating integers that are too wide.
+  // Although, it's not completely clear how to determine how much
+  // widening is safe; for example, on X86, we can't really widen
+  // beyond 64 because we need to be able to do multiplication
+  // that's CalculationBits wide, but on X86-64, we can safely widen up to
+  // 128 bits.
+  if (CalculationBits > 64)
+    return new SCEVCouldNotCompute();
 
-  SCEVHandle Result = V;
-  for (unsigned i = 1; i != NumSteps; ++i)
-    Result = SE.getMulExpr(Result, SE.getMinusSCEV(V,
-                                                   SE.getIntegerSCEV(i, Ty)));
-  return Result;
-}
+  // Calcuate 2^T, at width T+W.
+  APInt DivFactor = APInt(CalculationBits, 1).shl(T);
+
+  // Calculate the multiplicative inverse of K! / 2^T;
+  // this multiplication factor will perform the exact division by
+  // K! / 2^T.
+  APInt Mod = APInt::getSignedMinValue(W+1);
+  APInt MultiplyFactor = OddFactorial.zext(W+1);
+  MultiplyFactor = MultiplyFactor.multiplicativeInverse(Mod);
+  MultiplyFactor = MultiplyFactor.trunc(W);
+
+  // Calculate the product, at width T+W
+  const IntegerType *CalculationTy = IntegerType::get(CalculationBits);
+  SCEVHandle Dividend = SE.getTruncateOrZeroExtend(It, CalculationTy);
+  for (unsigned i = 1; i != K; ++i) {
+    SCEVHandle S = SE.getMinusSCEV(It, SE.getIntegerSCEV(i, It->getType()));
+    Dividend = SE.getMulExpr(Dividend,
+                             SE.getTruncateOrZeroExtend(S, CalculationTy));
+  }
+
+  // Divide by 2^T
+  SCEVHandle DivResult = SE.getUDivExpr(Dividend, SE.getConstant(DivFactor));
 
+  // Truncate the result, and divide by K! / 2^T.
+
+  return SE.getMulExpr(SE.getConstant(MultiplyFactor),
+                       SE.getTruncateOrZeroExtend(DivResult, ResultTy));
+}
 
 /// evaluateAtIteration - Return the value of this chain of recurrences at
 /// the specified iteration number.  We can evaluate this recurrence by
 /// multiplying each element in the chain by the binomial coefficient
 /// corresponding to it.  In other words, we can evaluate {A,+,B,+,C,+,D} as:
 ///
-///   A*choose(It, 0) + B*choose(It, 1) + C*choose(It, 2) + D*choose(It, 3)
+///   A*BC(It, 0) + B*BC(It, 1) + C*BC(It, 2) + D*BC(It, 3)
 ///
-/// FIXME/VERIFY: I don't trust that this is correct in the face of overflow.
-/// Is the binomial equation safe using modular arithmetic??
+/// where BC(It, k) stands for binomial coefficient.
 ///
 SCEVHandle SCEVAddRecExpr::evaluateAtIteration(SCEVHandle It,
                                                ScalarEvolution &SE) const {
   SCEVHandle Result = getStart();
-  int Divisor = 1;
-  const Type *Ty = It->getType();
   for (unsigned i = 1, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    SCEVHandle BC = PartialFact(It, i, SE);
-    Divisor *= i;
-    SCEVHandle Val = SE.getSDivExpr(SE.getMulExpr(BC, getOperand(i)),
-                                    SE.getIntegerSCEV(Divisor,Ty));
-    Result = SE.getAddExpr(Result, Val);
+    // The computation is correct in the face of overflow provided that the
+    // multiplication is performed _after_ the evaluation of the binomial
+    // coefficient.
+    SCEVHandle Coeff = BinomialCoefficient(It, i, SE,
+                                           cast<IntegerType>(getType()));
+    if (isa<SCEVCouldNotCompute>(Coeff))
+      return Coeff;
+
+    Result = SE.getAddExpr(Result, SE.getMulExpr(getOperand(i), Coeff));
   }
   return Result;
 }
 
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                    SCEV Expression folder implementations
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -639,6 +709,21 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEVHandle &Op, const Type *
   return Result;
 }
 
+/// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion
+/// of the input value to the specified type.  If the type must be
+/// extended, it is zero extended.
+SCEVHandle ScalarEvolution::getTruncateOrZeroExtend(const SCEVHandle &V,
+                                                    const Type *Ty) {
+  const Type *SrcTy = V->getType();
+  assert(SrcTy->isInteger() && Ty->isInteger() &&
+         "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
+  if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() == Ty->getPrimitiveSizeInBits())
+    return V;  // No conversion
+  if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() > Ty->getPrimitiveSizeInBits())
+    return getTruncateExpr(V, Ty);
+  return getZeroExtendExpr(V, Ty);
+}
+
 // get - Get a canonical add expression, or something simpler if possible.
 SCEVHandle ScalarEvolution::getAddExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty add!");
@@ -654,19 +739,12 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getAddExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
     assert(Idx < Ops.size());
     while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      Constant *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() + 
-                                        RHSC->getValue()->getValue());
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Fold)) {
-        Ops[0] = getConstant(CI);
-        Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
-        if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
-        LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
-      } else {
-        // If we couldn't fold the expression, move to the next constant.  Note
-        // that this is impossible to happen in practice because we always
-        // constant fold constant ints to constant ints.
-        ++Idx;
-      }
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() + 
+                                           RHSC->getValue()->getValue());
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
     }
 
     // If we are left with a constant zero being added, strip it off.
@@ -811,7 +889,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getAddExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
 
     // If we found some loop invariants, fold them into the recurrence.
     if (!LIOps.empty()) {
-      //  NLI + LI + { Start,+,Step}  -->  NLI + { LI+Start,+,Step }
+      //  NLI + LI + {Start,+,Step}  -->  NLI + {LI+Start,+,Step}
       LIOps.push_back(AddRec->getStart());
 
       std::vector<SCEVHandle> AddRecOps(AddRec->op_begin(), AddRec->op_end());
@@ -895,19 +973,12 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getMulExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
     ++Idx;
     while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      Constant *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() * 
-                                        RHSC->getValue()->getValue());
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Fold)) {
-        Ops[0] = getConstant(CI);
-        Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
-        if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
-        LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
-      } else {
-        // If we couldn't fold the expression, move to the next constant.  Note
-        // that this is impossible to happen in practice because we always
-        // constant fold constant ints to constant ints.
-        ++Idx;
-      }
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(LHSC->getValue()->getValue() * 
+                                           RHSC->getValue()->getValue());
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
     }
 
     // If we are left with a constant one being multiplied, strip it off.
@@ -966,7 +1037,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getMulExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
 
     // If we found some loop invariants, fold them into the recurrence.
     if (!LIOps.empty()) {
-      //  NLI * LI * { Start,+,Step}  -->  NLI * { LI*Start,+,LI*Step }
+      //  NLI * LI * {Start,+,Step}  -->  NLI * {LI*Start,+,LI*Step}
       std::vector<SCEVHandle> NewOps;
       NewOps.reserve(AddRec->getNumOperands());
       if (LIOps.size() == 1) {
@@ -1037,24 +1108,22 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getMulExpr(std::vector<SCEVHandle> &Ops) {
   return Result;
 }
 
-SCEVHandle ScalarEvolution::getSDivExpr(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
   if (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
     if (RHSC->getValue()->equalsInt(1))
-      return LHS;                            // X sdiv 1 --> x
-    if (RHSC->getValue()->isAllOnesValue())
-      return getNegativeSCEV(LHS);           // X sdiv -1  -->  -x
+      return LHS;                            // X udiv 1 --> x
 
     if (SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS)) {
       Constant *LHSCV = LHSC->getValue();
       Constant *RHSCV = RHSC->getValue();
-      return getUnknown(ConstantExpr::getSDiv(LHSCV, RHSCV));
+      return getUnknown(ConstantExpr::getUDiv(LHSCV, RHSCV));
     }
   }
 
   // FIXME: implement folding of (X*4)/4 when we know X*4 doesn't overflow.
 
-  SCEVSDivExpr *&Result = (*SCEVSDivs)[std::make_pair(LHS, RHS)];
-  if (Result == 0) Result = new SCEVSDivExpr(LHS, RHS);
+  SCEVUDivExpr *&Result = (*SCEVUDivs)[std::make_pair(LHS, RHS)];
+  if (Result == 0) Result = new SCEVUDivExpr(LHS, RHS);
   return Result;
 }
 
@@ -1082,11 +1151,23 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getAddRecExpr(std::vector<SCEVHandle> &Operands,
                                const Loop *L) {
   if (Operands.size() == 1) return Operands[0];
 
-  if (SCEVConstant *StepC = dyn_cast<SCEVConstant>(Operands.back()))
-    if (StepC->getValue()->isZero()) {
-      Operands.pop_back();
-      return getAddRecExpr(Operands, L);             // { X,+,0 }  -->  X
+  if (Operands.back()->isZero()) {
+    Operands.pop_back();
+    return getAddRecExpr(Operands, L);             // {X,+,0}  -->  X
+  }
+
+  // Canonicalize nested AddRecs in by nesting them in order of loop depth.
+  if (SCEVAddRecExpr *NestedAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Operands[0])) {
+    const Loop* NestedLoop = NestedAR->getLoop();
+    if (L->getLoopDepth() < NestedLoop->getLoopDepth()) {
+      std::vector<SCEVHandle> NestedOperands(NestedAR->op_begin(),
+                                             NestedAR->op_end());
+      SCEVHandle NestedARHandle(NestedAR);
+      Operands[0] = NestedAR->getStart();
+      NestedOperands[0] = getAddRecExpr(Operands, L);
+      return getAddRecExpr(NestedOperands, NestedLoop);
     }
+  }
 
   SCEVAddRecExpr *&Result =
     (*SCEVAddRecExprs)[std::make_pair(L, std::vector<SCEV*>(Operands.begin(),
@@ -1095,6 +1176,166 @@ SCEVHandle ScalarEvolution::getAddRecExpr(std::vector<SCEVHandle> &Operands,
   return Result;
 }
 
+SCEVHandle ScalarEvolution::getSMaxExpr(const SCEVHandle &LHS,
+                                        const SCEVHandle &RHS) {
+  std::vector<SCEVHandle> Ops;
+  Ops.push_back(LHS);
+  Ops.push_back(RHS);
+  return getSMaxExpr(Ops);
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getSMaxExpr(std::vector<SCEVHandle> Ops) {
+  assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty smax!");
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
+  GroupByComplexity(Ops);
+
+  // If there are any constants, fold them together.
+  unsigned Idx = 0;
+  if (SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[0])) {
+    ++Idx;
+    assert(Idx < Ops.size());
+    while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
+      // We found two constants, fold them together!
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(
+                              APIntOps::smax(LHSC->getValue()->getValue(),
+                                             RHSC->getValue()->getValue()));
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
+    }
+
+    // If we are left with a constant -inf, strip it off.
+    if (cast<SCEVConstant>(Ops[0])->getValue()->isMinValue(true)) {
+      Ops.erase(Ops.begin());
+      --Idx;
+    }
+  }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Find the first SMax
+  while (Idx < Ops.size() && Ops[Idx]->getSCEVType() < scSMaxExpr)
+    ++Idx;
+
+  // Check to see if one of the operands is an SMax. If so, expand its operands
+  // onto our operand list, and recurse to simplify.
+  if (Idx < Ops.size()) {
+    bool DeletedSMax = false;
+    while (SCEVSMaxExpr *SMax = dyn_cast<SCEVSMaxExpr>(Ops[Idx])) {
+      Ops.insert(Ops.end(), SMax->op_begin(), SMax->op_end());
+      Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
+      DeletedSMax = true;
+    }
+
+    if (DeletedSMax)
+      return getSMaxExpr(Ops);
+  }
+
+  // Okay, check to see if the same value occurs in the operand list twice.  If
+  // so, delete one.  Since we sorted the list, these values are required to
+  // be adjacent.
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size()-1; i != e; ++i)
+    if (Ops[i] == Ops[i+1]) {      //  X smax Y smax Y  -->  X smax Y
+      Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+1);
+      --i; --e;
+    }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  assert(!Ops.empty() && "Reduced smax down to nothing!");
+
+  // Okay, it looks like we really DO need an smax expr.  Check to see if we
+  // already have one, otherwise create a new one.
+  std::vector<SCEV*> SCEVOps(Ops.begin(), Ops.end());
+  SCEVCommutativeExpr *&Result = (*SCEVCommExprs)[std::make_pair(scSMaxExpr,
+                                                                 SCEVOps)];
+  if (Result == 0) Result = new SCEVSMaxExpr(Ops);
+  return Result;
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUMaxExpr(const SCEVHandle &LHS,
+                                        const SCEVHandle &RHS) {
+  std::vector<SCEVHandle> Ops;
+  Ops.push_back(LHS);
+  Ops.push_back(RHS);
+  return getUMaxExpr(Ops);
+}
+
+SCEVHandle ScalarEvolution::getUMaxExpr(std::vector<SCEVHandle> Ops) {
+  assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty umax!");
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
+  GroupByComplexity(Ops);
+
+  // If there are any constants, fold them together.
+  unsigned Idx = 0;
+  if (SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[0])) {
+    ++Idx;
+    assert(Idx < Ops.size());
+    while (SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
+      // We found two constants, fold them together!
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(
+                              APIntOps::umax(LHSC->getValue()->getValue(),
+                                             RHSC->getValue()->getValue()));
+      Ops[0] = getConstant(Fold);
+      Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
+      if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+      LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
+    }
+
+    // If we are left with a constant zero, strip it off.
+    if (cast<SCEVConstant>(Ops[0])->getValue()->isMinValue(false)) {
+      Ops.erase(Ops.begin());
+      --Idx;
+    }
+  }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  // Find the first UMax
+  while (Idx < Ops.size() && Ops[Idx]->getSCEVType() < scUMaxExpr)
+    ++Idx;
+
+  // Check to see if one of the operands is a UMax. If so, expand its operands
+  // onto our operand list, and recurse to simplify.
+  if (Idx < Ops.size()) {
+    bool DeletedUMax = false;
+    while (SCEVUMaxExpr *UMax = dyn_cast<SCEVUMaxExpr>(Ops[Idx])) {
+      Ops.insert(Ops.end(), UMax->op_begin(), UMax->op_end());
+      Ops.erase(Ops.begin()+Idx);
+      DeletedUMax = true;
+    }
+
+    if (DeletedUMax)
+      return getUMaxExpr(Ops);
+  }
+
+  // Okay, check to see if the same value occurs in the operand list twice.  If
+  // so, delete one.  Since we sorted the list, these values are required to
+  // be adjacent.
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size()-1; i != e; ++i)
+    if (Ops[i] == Ops[i+1]) {      //  X umax Y umax Y  -->  X umax Y
+      Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+1);
+      --i; --e;
+    }
+
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
+
+  assert(!Ops.empty() && "Reduced umax down to nothing!");
+
+  // Okay, it looks like we really DO need a umax expr.  Check to see if we
+  // already have one, otherwise create a new one.
+  std::vector<SCEV*> SCEVOps(Ops.begin(), Ops.end());
+  SCEVCommutativeExpr *&Result = (*SCEVCommExprs)[std::make_pair(scUMaxExpr,
+                                                                 SCEVOps)];
+  if (Result == 0) Result = new SCEVUMaxExpr(Ops);
+  return Result;
+}
+
 SCEVHandle ScalarEvolution::getUnknown(Value *V) {
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
     return getConstant(CI);
@@ -1162,6 +1403,7 @@ namespace {
     void setSCEV(Value *V, const SCEVHandle &H) {
       bool isNew = Scalars.insert(std::make_pair(V, H)).second;
       assert(isNew && "This entry already existed!");
+      isNew = false;
     }
 
 
@@ -1235,7 +1477,23 @@ namespace {
     /// specified less-than comparison will execute.  If not computable, return
     /// UnknownValue. isSigned specifies whether the less-than is signed.
     SCEVHandle HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L,
-                                bool isSigned);
+                                bool isSigned, bool trueWhenEqual);
+
+    /// getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB - Return a predecessor of BB
+    /// (which may not be an immediate predecessor) which has exactly one
+    /// successor from which BB is reachable, or null if no such block is
+    /// found.
+    BasicBlock* getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB);
+
+    /// executesAtLeastOnce - Test whether entry to the loop is protected by
+    /// a conditional between LHS and RHS.
+    bool executesAtLeastOnce(const Loop *L, bool isSigned, bool trueWhenEqual,
+                             SCEV *LHS, SCEV *RHS);
+
+    /// potentialInfiniteLoop - Test whether the loop might jump over the exit value
+    /// due to wrapping.
+    bool potentialInfiniteLoop(SCEV *Stride, SCEV *RHS, bool isSigned,
+                               bool trueWhenEqual);
 
     /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
     /// in the header of its containing loop, we know the loop executes a
@@ -1410,144 +1668,212 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
   return SE.getUnknown(PN);
 }
 
-/// GetConstantFactor - Determine the largest constant factor that S has.  For
-/// example, turn {4,+,8} -> 4.    (S umod result) should always equal zero.
-static APInt GetConstantFactor(SCEVHandle S) {
-  if (SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S)) {
-    const APInt& V = C->getValue()->getValue();
-    if (!V.isMinValue())
-      return V;
-    else   // Zero is a multiple of everything.
-      return APInt::getHighBitsSet(C->getBitWidth(), 1);
-  }
+/// GetMinTrailingZeros - Determine the minimum number of zero bits that S is
+/// guaranteed to end in (at every loop iteration).  It is, at the same time,
+/// the minimum number of times S is divisible by 2.  For example, given {4,+,8}
+/// it returns 2.  If S is guaranteed to be 0, it returns the bitwidth of S.
+static uint32_t GetMinTrailingZeros(SCEVHandle S) {
+  if (SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S))
+    return C->getValue()->getValue().countTrailingZeros();
 
   if (SCEVTruncateExpr *T = dyn_cast<SCEVTruncateExpr>(S))
-    return GetConstantFactor(T->getOperand()).trunc(
-                               cast<IntegerType>(T->getType())->getBitWidth());
-  if (SCEVZeroExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVZeroExtendExpr>(S))
-    return GetConstantFactor(E->getOperand()).zext(
-                               cast<IntegerType>(E->getType())->getBitWidth());
-  if (SCEVSignExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVSignExtendExpr>(S))
-    return GetConstantFactor(E->getOperand()).sext(
-                               cast<IntegerType>(E->getType())->getBitWidth());
-  
+    return std::min(GetMinTrailingZeros(T->getOperand()), T->getBitWidth());
+
+  if (SCEVZeroExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVZeroExtendExpr>(S)) {
+    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand());
+    return OpRes == E->getOperand()->getBitWidth() ? E->getBitWidth() : OpRes;
+  }
+
+  if (SCEVSignExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVSignExtendExpr>(S)) {
+    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand());
+    return OpRes == E->getOperand()->getBitWidth() ? E->getBitWidth() : OpRes;
+  }
+
   if (SCEVAddExpr *A = dyn_cast<SCEVAddExpr>(S)) {
-    // The result is the min of all operands.
-    APInt Res(GetConstantFactor(A->getOperand(0)));
-    for (unsigned i = 1, e = A->getNumOperands(); 
-         i != e && Res.ugt(APInt(Res.getBitWidth(),1)); ++i) {
-      APInt Tmp(GetConstantFactor(A->getOperand(i)));
-      Res = APIntOps::umin(Res, Tmp);
-    }
-    return Res;
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(A->getOperand(0));
+    for (unsigned i = 1, e = A->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(A->getOperand(i)));
+    return MinOpRes;
   }
 
   if (SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(S)) {
-    // The result is the product of all the operands.
-    APInt Res(GetConstantFactor(M->getOperand(0)));
-    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      APInt Tmp(GetConstantFactor(M->getOperand(i)));
-      Res *= Tmp;
-    }
-    return Res;
+    // The result is the sum of all operands results.
+    uint32_t SumOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0));
+    uint32_t BitWidth = M->getBitWidth();
+    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands();
+         SumOpRes != BitWidth && i != e; ++i)
+      SumOpRes = std::min(SumOpRes + GetMinTrailingZeros(M->getOperand(i)),
+                          BitWidth);
+    return SumOpRes;
   }
-    
+
   if (SCEVAddRecExpr *A = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S)) {
-    // For now, we just handle linear expressions.
-    if (A->getNumOperands() == 2) {
-      // We want the GCD between the start and the stride value.
-      APInt Start(GetConstantFactor(A->getOperand(0)));
-      if (Start == 1) 
-        return Start;
-      APInt Stride(GetConstantFactor(A->getOperand(1)));
-      return APIntOps::GreatestCommonDivisor(Start, Stride);
-    }
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(A->getOperand(0));
+    for (unsigned i = 1, e = A->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(A->getOperand(i)));
+    return MinOpRes;
   }
-  
-  // SCEVSDivExpr, SCEVUnknown.
-  return APInt(S->getBitWidth(), 1);
+
+  if (SCEVSMaxExpr *M = dyn_cast<SCEVSMaxExpr>(S)) {
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0));
+    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(M->getOperand(i)));
+    return MinOpRes;
+  }
+
+  if (SCEVUMaxExpr *M = dyn_cast<SCEVUMaxExpr>(S)) {
+    // The result is the min of all operands results.
+    uint32_t MinOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0));
+    for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands(); MinOpRes && i != e; ++i)
+      MinOpRes = std::min(MinOpRes, GetMinTrailingZeros(M->getOperand(i)));
+    return MinOpRes;
+  }
+
+  // SCEVUDivExpr, SCEVUnknown
+  return 0;
 }
 
 /// createSCEV - We know that there is no SCEV for the specified value.
 /// Analyze the expression.
 ///
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::createSCEV(Value *V) {
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-    switch (I->getOpcode()) {
-    case Instruction::Add:
-      return SE.getAddExpr(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                           getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::Mul:
-      return SE.getMulExpr(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                           getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::SDiv:
-      return SE.getSDivExpr(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                            getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::Sub:
-      return SE.getMinusSCEV(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                             getSCEV(I->getOperand(1)));
-    case Instruction::Or:
-      // If the RHS of the Or is a constant, we may have something like:
-      // X*4+1 which got turned into X*4|1.  Handle this as an Add so loop
-      // optimizations will transparently handle this case.
-      //
-      // In order for this transformation to be safe, the LHS must be of the
-      // form X*(2^n) and the Or constant must be less than 2^n.
-
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-        SCEVHandle LHS = getSCEV(I->getOperand(0));
-        APInt CommonFact(GetConstantFactor(LHS));
-        assert(!CommonFact.isMinValue() &&
-               "Common factor should at least be 1!");
-        const APInt &CIVal = CI->getValue();
-        if (CommonFact.countTrailingZeros() >=
-            (CIVal.getBitWidth() - CIVal.countLeadingZeros()))
-          return SE.getAddExpr(LHS,
-                               getSCEV(I->getOperand(1)));
-      }
-      break;
-    case Instruction::Xor:
+  if (!isa<IntegerType>(V->getType()))
+    return SE.getUnknown(V);
+    
+  unsigned Opcode = Instruction::UserOp1;
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    Opcode = I->getOpcode();
+  else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
+    Opcode = CE->getOpcode();
+  else
+    return SE.getUnknown(V);
+
+  User *U = cast<User>(V);
+  switch (Opcode) {
+  case Instruction::Add:
+    return SE.getAddExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                         getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::Mul:
+    return SE.getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                         getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::UDiv:
+    return SE.getUDivExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                          getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::Sub:
+    return SE.getMinusSCEV(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                           getSCEV(U->getOperand(1)));
+  case Instruction::Or:
+    // If the RHS of the Or is a constant, we may have something like:
+    // X*4+1 which got turned into X*4|1.  Handle this as an Add so loop
+    // optimizations will transparently handle this case.
+    //
+    // In order for this transformation to be safe, the LHS must be of the
+    // form X*(2^n) and the Or constant must be less than 2^n.
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
+      SCEVHandle LHS = getSCEV(U->getOperand(0));
+      const APInt &CIVal = CI->getValue();
+      if (GetMinTrailingZeros(LHS) >=
+          (CIVal.getBitWidth() - CIVal.countLeadingZeros()))
+        return SE.getAddExpr(LHS, getSCEV(U->getOperand(1)));
+    }
+    break;
+  case Instruction::Xor:
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
       // If the RHS of the xor is a signbit, then this is just an add.
       // Instcombine turns add of signbit into xor as a strength reduction step.
-      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-        if (CI->getValue().isSignBit())
-          return SE.getAddExpr(getSCEV(I->getOperand(0)),
-                               getSCEV(I->getOperand(1)));
-      }
-      break;
+      if (CI->getValue().isSignBit())
+        return SE.getAddExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                             getSCEV(U->getOperand(1)));
 
-    case Instruction::Shl:
-      // Turn shift left of a constant amount into a multiply.
-      if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-        uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
-        Constant *X = ConstantInt::get(
-          APInt(BitWidth, 1).shl(SA->getLimitedValue(BitWidth)));
-        return SE.getMulExpr(getSCEV(I->getOperand(0)), getSCEV(X));
-      }
-      break;
+      // If the RHS of xor is -1, then this is a not operation.
+      else if (CI->isAllOnesValue())
+        return SE.getNotSCEV(getSCEV(U->getOperand(0)));
+    }
+    break;
+
+  case Instruction::Shl:
+    // Turn shift left of a constant amount into a multiply.
+    if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
+      uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
+      Constant *X = ConstantInt::get(
+        APInt(BitWidth, 1).shl(SA->getLimitedValue(BitWidth)));
+      return SE.getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(X));
+    }
+    break;
 
-    case Instruction::Trunc:
-      return SE.getTruncateExpr(getSCEV(I->getOperand(0)), I->getType());
+  case Instruction::LShr:
+    // Turn logical shift right of a constant into a unsigned divide.
+    if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
+      uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
+      Constant *X = ConstantInt::get(
+        APInt(BitWidth, 1).shl(SA->getLimitedValue(BitWidth)));
+      return SE.getUDivExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(X));
+    }
+    break;
 
-    case Instruction::ZExt:
-      return SE.getZeroExtendExpr(getSCEV(I->getOperand(0)), I->getType());
+  case Instruction::Trunc:
+    return SE.getTruncateExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), U->getType());
 
-    case Instruction::SExt:
-      return SE.getSignExtendExpr(getSCEV(I->getOperand(0)), I->getType());
+  case Instruction::ZExt:
+    return SE.getZeroExtendExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), U->getType());
 
-    case Instruction::BitCast:
-      // BitCasts are no-op casts so we just eliminate the cast.
-      if (I->getType()->isInteger() &&
-          I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
-        return getSCEV(I->getOperand(0));
-      break;
+  case Instruction::SExt:
+    return SE.getSignExtendExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), U->getType());
 
-    case Instruction::PHI:
-      return createNodeForPHI(cast<PHINode>(I));
+  case Instruction::BitCast:
+    // BitCasts are no-op casts so we just eliminate the cast.
+    if (U->getType()->isInteger() &&
+        U->getOperand(0)->getType()->isInteger())
+      return getSCEV(U->getOperand(0));
+    break;
 
-    default: // We cannot analyze this expression.
-      break;
+  case Instruction::PHI:
+    return createNodeForPHI(cast<PHINode>(U));
+
+  case Instruction::Select:
+    // This could be a smax or umax that was lowered earlier.
+    // Try to recover it.
+    if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(U->getOperand(0))) {
+      Value *LHS = ICI->getOperand(0);
+      Value *RHS = ICI->getOperand(1);
+      switch (ICI->getPredicate()) {
+      case ICmpInst::ICMP_SLT:
+      case ICmpInst::ICMP_SLE:
+        std::swap(LHS, RHS);
+        // fall through
+      case ICmpInst::ICMP_SGT:
+      case ICmpInst::ICMP_SGE:
+        if (LHS == U->getOperand(1) && RHS == U->getOperand(2))
+          return SE.getSMaxExpr(getSCEV(LHS), getSCEV(RHS));
+        else if (LHS == U->getOperand(2) && RHS == U->getOperand(1))
+          // ~smax(~x, ~y) == smin(x, y).
+          return SE.getNotSCEV(SE.getSMaxExpr(
+                                   SE.getNotSCEV(getSCEV(LHS)),
+                                   SE.getNotSCEV(getSCEV(RHS))));
+        break;
+      case ICmpInst::ICMP_ULT:
+      case ICmpInst::ICMP_ULE:
+        std::swap(LHS, RHS);
+        // fall through
+      case ICmpInst::ICMP_UGT:
+      case ICmpInst::ICMP_UGE:
+        if (LHS == U->getOperand(1) && RHS == U->getOperand(2))
+          return SE.getUMaxExpr(getSCEV(LHS), getSCEV(RHS));
+        else if (LHS == U->getOperand(2) && RHS == U->getOperand(1))
+          // ~umax(~x, ~y) == umin(x, y)
+          return SE.getNotSCEV(SE.getUMaxExpr(SE.getNotSCEV(getSCEV(LHS)),
+                                              SE.getNotSCEV(getSCEV(RHS))));
+        break;
+      default:
+        break;
+      }
     }
+
+  default: // We cannot analyze this expression.
+    break;
   }
 
   return SE.getUnknown(V);
@@ -1627,7 +1953,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
   
   ICmpInst *ExitCond = dyn_cast<ICmpInst>(ExitBr->getCondition());
 
-  // If its not an integer comparison then compute it the hard way. 
+  // If it's not an integer comparison then compute it the hard way. 
   // Note that ICmpInst deals with pointer comparisons too so we must check
   // the type of the operand.
   if (ExitCond == 0 || isa<PointerType>(ExitCond->getOperand(0)->getType()))
@@ -1660,8 +1986,8 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
 
   // At this point, we would like to compute how many iterations of the 
   // loop the predicate will return true for these inputs.
-  if (isa<SCEVConstant>(LHS) && !isa<SCEVConstant>(RHS)) {
-    // If there is a constant, force it into the RHS.
+  if (LHS->isLoopInvariant(L) && !RHS->isLoopInvariant(L)) {
+    // If there is a loop-invariant, force it into the RHS.
     std::swap(LHS, RHS);
     Cond = ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond);
   }
@@ -1705,24 +2031,46 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::ComputeIterationCount(const Loop *L) {
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_SLT: {
-    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, true);
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, true, false);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_SGT: {
-    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNegativeSCEV(LHS),
-                                     SE.getNegativeSCEV(RHS), L, true);
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNotSCEV(LHS),
+                                     SE.getNotSCEV(RHS), L, true, false);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_ULT: {
-    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, false);
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, false, false);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_UGT: {
-    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNegativeSCEV(LHS),
-                                     SE.getNegativeSCEV(RHS), L, false);
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNotSCEV(LHS),
+                                     SE.getNotSCEV(RHS), L, false, false);
+    if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
+    break;
+  }
+  case ICmpInst::ICMP_SLE: {
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, true, true);
+    if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
+    break;
+  }
+  case ICmpInst::ICMP_SGE: {
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNotSCEV(LHS),
+                                     SE.getNotSCEV(RHS), L, true, true);
+    if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
+    break;
+  }
+  case ICmpInst::ICMP_ULE: {
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(LHS, RHS, L, false, true);
+    if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
+    break;
+  }
+  case ICmpInst::ICMP_UGE: {
+    SCEVHandle TC = HowManyLessThans(SE.getNotSCEV(LHS),
+                                     SE.getNotSCEV(RHS), L, false, true);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
@@ -1786,7 +2134,7 @@ GetAddressedElementFromGlobal(GlobalVariable *GV,
 }
 
 /// ComputeLoadConstantCompareIterationCount - Given an exit condition of
-/// 'icmp op load X, cst', try to se if we can compute the trip count.
+/// 'icmp op load X, cst', try to see if we can compute the trip count.
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::
 ComputeLoadConstantCompareIterationCount(LoadInst *LI, Constant *RHS,
                                          const Loop *L, 
@@ -1871,7 +2219,7 @@ static bool CanConstantFold(const Instruction *I) {
 
   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
     if (const Function *F = CI->getCalledFunction())
-      return canConstantFoldCallTo((Function*)F);  // FIXME: elim cast
+      return canConstantFoldCallTo(F);
   return false;
 }
 
@@ -1886,13 +2234,14 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (I == 0 || !L->contains(I->getParent())) return 0;
 
-  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
     if (L->getHeader() == I->getParent())
       return PN;
     else
       // We don't currently keep track of the control flow needed to evaluate
       // PHIs, so we cannot handle PHIs inside of loops.
       return 0;
+  }
 
   // If we won't be able to constant fold this expression even if the operands
   // are constants, return early.
@@ -1922,8 +2271,6 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
 /// reason, return null.
 static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
   if (isa<PHINode>(V)) return PHIVal;
-  if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
-    return GV;
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) return C;
   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
 
@@ -1935,7 +2282,12 @@ static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
     if (Operands[i] == 0) return 0;
   }
 
-  return ConstantFoldInstOperands(I, &Operands[0], Operands.size());
+  if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
+    return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
+                                           &Operands[0], Operands.size());
+  else
+    return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
+                                    &Operands[0], Operands.size());
 }
 
 /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
@@ -2048,7 +2400,7 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
 
   if (isa<SCEVConstant>(V)) return V;
 
-  // If this instruction is evolves from a constant-evolving PHI, compute the
+  // If this instruction is evolved from a constant-evolving PHI, compute the
   // exit value from the loop without using SCEVs.
   if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V)) {
     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(SU->getValue())) {
@@ -2083,6 +2435,11 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
             Operands.push_back(C);
           } else {
+            // If any of the operands is non-constant and if they are
+            // non-integer, don't even try to analyze them with scev techniques.
+            if (!isa<IntegerType>(Op->getType()))
+              return V;
+              
             SCEVHandle OpV = getSCEVAtScope(getSCEV(Op), L);
             if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(OpV))
               Operands.push_back(ConstantExpr::getIntegerCast(SC->getValue(), 
@@ -2100,7 +2457,14 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
             }
           }
         }
-        Constant *C =ConstantFoldInstOperands(I, &Operands[0], Operands.size());
+        
+        Constant *C;
+        if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
+          C = ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
+                                              &Operands[0], Operands.size());
+        else
+          C = ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
+                                       &Operands[0], Operands.size());
         return SE.getUnknown(C);
       }
     }
@@ -2128,22 +2492,27 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
         }
         if (isa<SCEVAddExpr>(Comm))
           return SE.getAddExpr(NewOps);
-        assert(isa<SCEVMulExpr>(Comm) && "Only know about add and mul!");
-        return SE.getMulExpr(NewOps);
+        if (isa<SCEVMulExpr>(Comm))
+          return SE.getMulExpr(NewOps);
+        if (isa<SCEVSMaxExpr>(Comm))
+          return SE.getSMaxExpr(NewOps);
+        if (isa<SCEVUMaxExpr>(Comm))
+          return SE.getUMaxExpr(NewOps);
+        assert(0 && "Unknown commutative SCEV type!");
       }
     }
     // If we got here, all operands are loop invariant.
     return Comm;
   }
 
-  if (SCEVSDivExpr *Div = dyn_cast<SCEVSDivExpr>(V)) {
+  if (SCEVUDivExpr *Div = dyn_cast<SCEVUDivExpr>(V)) {
     SCEVHandle LHS = getSCEVAtScope(Div->getLHS(), L);
     if (LHS == UnknownValue) return LHS;
     SCEVHandle RHS = getSCEVAtScope(Div->getRHS(), L);
     if (RHS == UnknownValue) return RHS;
     if (LHS == Div->getLHS() && RHS == Div->getRHS())
       return Div;   // must be loop invariant
-    return SE.getSDivExpr(LHS, RHS);
+    return SE.getUDivExpr(LHS, RHS);
   }
 
   // If this is a loop recurrence for a loop that does not contain L, then we
@@ -2154,17 +2523,8 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
       // loop iterates.  Compute this now.
       SCEVHandle IterationCount = getIterationCount(AddRec->getLoop());
       if (IterationCount == UnknownValue) return UnknownValue;
-      IterationCount = getTruncateOrZeroExtend(IterationCount,
-                                               AddRec->getType(), SE);
 
-      // If the value is affine, simplify the expression evaluation to just
-      // Start + Step*IterationCount.
-      if (AddRec->isAffine())
-        return SE.getAddExpr(AddRec->getStart(),
-                             SE.getMulExpr(IterationCount,
-                                           AddRec->getOperand(1)));
-
-      // Otherwise, evaluate it the hard way.
+      // Then, evaluate the AddRec.
       return AddRec->evaluateAtIteration(IterationCount, SE);
     }
     return UnknownValue;
@@ -2174,6 +2534,53 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::getSCEVAtScope(SCEV *V, const Loop *L) {
   return UnknownValue;
 }
 
+/// SolveLinEquationWithOverflow - Finds the minimum unsigned root of the
+/// following equation:
+///
+///     A * X = B (mod N)
+///
+/// where N = 2^BW and BW is the common bit width of A and B. The signedness of
+/// A and B isn't important.
+///
+/// If the equation does not have a solution, SCEVCouldNotCompute is returned.
+static SCEVHandle SolveLinEquationWithOverflow(const APInt &A, const APInt &B,
+                                               ScalarEvolution &SE) {
+  uint32_t BW = A.getBitWidth();
+  assert(BW == B.getBitWidth() && "Bit widths must be the same.");
+  assert(A != 0 && "A must be non-zero.");
+
+  // 1. D = gcd(A, N)
+  //
+  // The gcd of A and N may have only one prime factor: 2. The number of
+  // trailing zeros in A is its multiplicity
+  uint32_t Mult2 = A.countTrailingZeros();
+  // D = 2^Mult2
+
+  // 2. Check if B is divisible by D.
+  //
+  // B is divisible by D if and only if the multiplicity of prime factor 2 for B
+  // is not less than multiplicity of this prime factor for D.
+  if (B.countTrailingZeros() < Mult2)
+    return new SCEVCouldNotCompute();
+
+  // 3. Compute I: the multiplicative inverse of (A / D) in arithmetic
+  // modulo (N / D).
+  //
+  // (N / D) may need BW+1 bits in its representation.  Hence, we'll use this
+  // bit width during computations.
+  APInt AD = A.lshr(Mult2).zext(BW + 1);  // AD = A / D
+  APInt Mod(BW + 1, 0);
+  Mod.set(BW - Mult2);  // Mod = N / D
+  APInt I = AD.multiplicativeInverse(Mod);
+
+  // 4. Compute the minimum unsigned root of the equation:
+  // I * (B / D) mod (N / D)
+  APInt Result = (I * B.lshr(Mult2).zext(BW + 1)).urem(Mod);
+
+  // The result is guaranteed to be less than 2^BW so we may truncate it to BW
+  // bits.
+  return SE.getConstant(Result.trunc(BW));
+}
 
 /// SolveQuadraticEquation - Find the roots of the quadratic equation for the
 /// given quadratic chrec {L,+,M,+,N}.  This returns either the two roots (which
@@ -2223,6 +2630,11 @@ SolveQuadraticEquation(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ScalarEvolution &SE) {
     // The divisions must be performed as signed divisions.
     APInt NegB(-B);
     APInt TwoA( A << 1 );
+    if (TwoA.isMinValue()) {
+      SCEV *CNC = new SCEVCouldNotCompute();
+      return std::make_pair(CNC, CNC);
+    }
+
     ConstantInt *Solution1 = ConstantInt::get((NegB + SqrtVal).sdiv(TwoA));
     ConstantInt *Solution2 = ConstantInt::get((NegB - SqrtVal).sdiv(TwoA));
 
@@ -2246,36 +2658,36 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToZero(SCEV *V, const Loop *L) {
     return UnknownValue;
 
   if (AddRec->isAffine()) {
-    // If this is an affine expression the execution count of this branch is
-    // equal to:
+    // If this is an affine expression, the execution count of this branch is
+    // the minimum unsigned root of the following equation:
+    //
+    //     Start + Step*N = 0 (mod 2^BW)
     //
-    //     (0 - Start/Step)    iff   Start % Step == 0
+    // equivalent to:
     //
+    //             Step*N = -Start (mod 2^BW)
+    //
+    // where BW is the common bit width of Start and Step.
+
     // Get the initial value for the loop.
     SCEVHandle Start = getSCEVAtScope(AddRec->getStart(), L->getParentLoop());
     if (isa<SCEVCouldNotCompute>(Start)) return UnknownValue;
-    SCEVHandle Step = AddRec->getOperand(1);
 
-    Step = getSCEVAtScope(Step, L->getParentLoop());
+    SCEVHandle Step = getSCEVAtScope(AddRec->getOperand(1), L->getParentLoop());
 
-    // Figure out if Start % Step == 0.
-    // FIXME: We should add DivExpr and RemExpr operations to our AST.
     if (SCEVConstant *StepC = dyn_cast<SCEVConstant>(Step)) {
-      if (StepC->getValue()->equalsInt(1))      // N % 1 == 0
-        return SE.getNegativeSCEV(Start);  // 0 - Start/1 == -Start
-      if (StepC->getValue()->isAllOnesValue())  // N % -1 == 0
-        return Start;                   // 0 - Start/-1 == Start
-
-      // Check to see if Start is divisible by SC with no remainder.
-      if (SCEVConstant *StartC = dyn_cast<SCEVConstant>(Start)) {
-        ConstantInt *StartCC = StartC->getValue();
-        Constant *StartNegC = ConstantExpr::getNeg(StartCC);
-        Constant *Rem = ConstantExpr::getSRem(StartNegC, StepC->getValue());
-        if (Rem->isNullValue()) {
-          Constant *Result =ConstantExpr::getSDiv(StartNegC,StepC->getValue());
-          return SE.getUnknown(Result);
-        }
-      }
+      // For now we handle only constant steps.
+
+      // First, handle unitary steps.
+      if (StepC->getValue()->equalsInt(1))      // 1*N = -Start (mod 2^BW), so:
+        return SE.getNegativeSCEV(Start);       //   N = -Start (as unsigned)
+      if (StepC->getValue()->isAllOnesValue())  // -1*N = -Start (mod 2^BW), so:
+        return Start;                           //    N = Start (as unsigned)
+
+      // Then, try to solve the above equation provided that Start is constant.
+      if (SCEVConstant *StartC = dyn_cast<SCEVConstant>(Start))
+        return SolveLinEquationWithOverflow(StepC->getValue()->getValue(),
+                                            -StartC->getValue()->getValue(),SE);
     }
   } else if (AddRec->isQuadratic() && AddRec->getType()->isInteger()) {
     // If this is a quadratic (3-term) AddRec {L,+,M,+,N}, find the roots of
@@ -2299,9 +2711,8 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToZero(SCEV *V, const Loop *L) {
         // value at this index.  When solving for "X*X != 5", for example, we
         // should not accept a root of 2.
         SCEVHandle Val = AddRec->evaluateAtIteration(R1, SE);
-        if (SCEVConstant *EvalVal = dyn_cast<SCEVConstant>(Val))
-          if (EvalVal->getValue()->isZero())
-            return R1;  // We found a quadratic root!
+        if (Val->isZero())
+          return R1;  // We found a quadratic root!
       }
     }
   }
@@ -2320,11 +2731,8 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToNonZero(SCEV *V, const Loop *L) {
   // If the value is a constant, check to see if it is known to be non-zero
   // already.  If so, the backedge will execute zero times.
   if (SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
-    Constant *Zero = Constant::getNullValue(C->getValue()->getType());
-    Constant *NonZero = 
-      ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_NE, C->getValue(), Zero);
-    if (NonZero == ConstantInt::getTrue())
-      return getSCEV(Zero);
+    if (!C->getValue()->isNullValue())
+      return SE.getIntegerSCEV(0, C->getType());
     return UnknownValue;  // Otherwise it will loop infinitely.
   }
 
@@ -2333,11 +2741,152 @@ SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::HowFarToNonZero(SCEV *V, const Loop *L) {
   return UnknownValue;
 }
 
+/// getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB - Return a predecessor of BB
+/// (which may not be an immediate predecessor) which has exactly one
+/// successor from which BB is reachable, or null if no such block is
+/// found.
+///
+BasicBlock *
+ScalarEvolutionsImpl::getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB) {
+  // If the block has a unique predecessor, the predecessor must have
+  // no other successors from which BB is reachable.
+  if (BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor())
+    return Pred;
+
+  // A loop's header is defined to be a block that dominates the loop.
+  // If the loop has a preheader, it must be a block that has exactly
+  // one successor that can reach BB. This is slightly more strict
+  // than necessary, but works if critical edges are split.
+  if (Loop *L = LI.getLoopFor(BB))
+    return L->getLoopPreheader();
+
+  return 0;
+}
+
+/// executesAtLeastOnce - Test whether entry to the loop is protected by
+/// a conditional between LHS and RHS.
+bool ScalarEvolutionsImpl::executesAtLeastOnce(const Loop *L, bool isSigned,
+                                               bool trueWhenEqual,
+                                               SCEV *LHS, SCEV *RHS) {
+  BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  BasicBlock *PreheaderDest = L->getHeader();
+
+  // Starting at the preheader, climb up the predecessor chain, as long as
+  // there are predecessors that can be found that have unique successors
+  // leading to the original header.
+  for (; Preheader;
+       PreheaderDest = Preheader,
+       Preheader = getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(Preheader)) {
+
+    BranchInst *LoopEntryPredicate =
+      dyn_cast<BranchInst>(Preheader->getTerminator());
+    if (!LoopEntryPredicate ||
+        LoopEntryPredicate->isUnconditional())
+      continue;
+
+    ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(LoopEntryPredicate->getCondition());
+    if (!ICI) continue;
+
+    // Now that we found a conditional branch that dominates the loop, check to
+    // see if it is the comparison we are looking for.
+    Value *PreCondLHS = ICI->getOperand(0);
+    Value *PreCondRHS = ICI->getOperand(1);
+    ICmpInst::Predicate Cond;
+    if (LoopEntryPredicate->getSuccessor(0) == PreheaderDest)
+      Cond = ICI->getPredicate();
+    else
+      Cond = ICI->getInversePredicate();
+
+    switch (Cond) {
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
+      if (isSigned || trueWhenEqual) continue;
+      std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+      Cond = ICmpInst::ICMP_ULT;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT:
+      if (!isSigned || trueWhenEqual) continue;
+      std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+      Cond = ICmpInst::ICMP_SLT;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_ULT:
+      if (isSigned || trueWhenEqual) continue;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+      if (!isSigned || trueWhenEqual) continue;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_UGE:
+      if (isSigned || !trueWhenEqual) continue;
+      std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+      Cond = ICmpInst::ICMP_ULE;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGE:
+      if (!isSigned || !trueWhenEqual) continue;
+      std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
+      Cond = ICmpInst::ICMP_SLE;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_ULE:
+      if (isSigned || !trueWhenEqual) continue;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SLE:
+      if (!isSigned || !trueWhenEqual) continue;
+      break;
+    default:
+      continue;
+    }
+
+    if (!PreCondLHS->getType()->isInteger()) continue;
+
+    SCEVHandle PreCondLHSSCEV = getSCEV(PreCondLHS);
+    SCEVHandle PreCondRHSSCEV = getSCEV(PreCondRHS);
+    if ((LHS == PreCondLHSSCEV && RHS == PreCondRHSSCEV) ||
+        (LHS == SE.getNotSCEV(PreCondRHSSCEV) &&
+         RHS == SE.getNotSCEV(PreCondLHSSCEV)))
+      return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// potentialInfiniteLoop - Test whether the loop might jump over the exit value
+/// due to wrapping around 2^n.
+bool ScalarEvolutionsImpl::potentialInfiniteLoop(SCEV *Stride, SCEV *RHS,
+                                                 bool isSigned, bool trueWhenEqual) {
+  // Return true when the distance from RHS to maxint > Stride.
+
+  if (!isa<SCEVConstant>(Stride))
+    return true;
+  SCEVConstant *SC = cast<SCEVConstant>(Stride);
+
+  if (SC->getValue()->isZero())
+    return true;
+  if (!trueWhenEqual && SC->getValue()->isOne())
+    return false;
+
+  if (!isa<SCEVConstant>(RHS))
+    return true;
+  SCEVConstant *R = cast<SCEVConstant>(RHS);
+
+  if (isSigned)
+    return true;  // XXX: because we don't have an sdiv scev.
+
+  // If negative, it wraps around every iteration, but we don't care about that.
+  APInt S = SC->getValue()->getValue().abs();
+
+  APInt Dist = APInt::getMaxValue(R->getValue()->getBitWidth()) -
+               R->getValue()->getValue();
+
+  if (trueWhenEqual)
+    return !S.ult(Dist);
+  else
+    return !S.ule(Dist);
+}
+
 /// HowManyLessThans - Return the number of times a backedge containing the
 /// specified less-than comparison will execute.  If not computable, return
 /// UnknownValue.
 SCEVHandle ScalarEvolutionsImpl::
-HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L, bool isSigned) {
+HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L,
+                 bool isSigned, bool trueWhenEqual) {
   // Only handle:  "ADDREC < LoopInvariant".
   if (!RHS->isLoopInvariant(L)) return UnknownValue;
 
@@ -2346,90 +2895,50 @@ HowManyLessThans(SCEV *LHS, SCEV *RHS, const Loop *L, bool isSigned) {
     return UnknownValue;
 
   if (AddRec->isAffine()) {
-    // FORNOW: We only support unit strides.
-    SCEVHandle Zero = SE.getIntegerSCEV(0, RHS->getType());
-    SCEVHandle One = SE.getIntegerSCEV(1, RHS->getType());
-    if (AddRec->getOperand(1) != One)
+    SCEVHandle Stride = AddRec->getOperand(1);
+    if (potentialInfiniteLoop(Stride, RHS, isSigned, trueWhenEqual))
       return UnknownValue;
 
-    // The number of iterations for "{n,+,1} < m", is m-n.  However, we don't
-    // know that m is >= n on input to the loop.  If it is, the condition return
-    // true zero times.  What we really should return, for full generality, is
-    // SMAX(0, m-n).  Since we cannot check this, we will instead check for a
-    // canonical loop form: most do-loops will have a check that dominates the
-    // loop, that only enters the loop if (n-1)<m.  If we can find this check,
-    // we know that the SMAX will evaluate to m-n, because we know that m >= n.
+    // We know the LHS is of the form {n,+,s} and the RHS is some loop-invariant
+    // m.  So, we count the number of iterations in which {n,+,s} < m is true.
+    // Note that we cannot simply return max(m-n,0)/s because it's not safe to
+    // treat m-n as signed nor unsigned due to overflow possibility.
 
-    // Search for the check.
-    BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
-    BasicBlock *PreheaderDest = L->getHeader();
-    if (Preheader == 0) return UnknownValue;
+    // First, we get the value of the LHS in the first iteration: n
+    SCEVHandle Start = AddRec->getOperand(0);
 
-    BranchInst *LoopEntryPredicate =
-      dyn_cast<BranchInst>(Preheader->getTerminator());
-    if (!LoopEntryPredicate) return UnknownValue;
-
-    // This might be a critical edge broken out.  If the loop preheader ends in
-    // an unconditional branch to the loop, check to see if the preheader has a
-    // single predecessor, and if so, look for its terminator.
-    while (LoopEntryPredicate->isUnconditional()) {
-      PreheaderDest = Preheader;
-      Preheader = Preheader->getSinglePredecessor();
-      if (!Preheader) return UnknownValue;  // Multiple preds.
-      
-      LoopEntryPredicate =
-        dyn_cast<BranchInst>(Preheader->getTerminator());
-      if (!LoopEntryPredicate) return UnknownValue;
-    }
+    SCEVHandle One = SE.getIntegerSCEV(1, RHS->getType());
 
-    // Now that we found a conditional branch that dominates the loop, check to
-    // see if it is the comparison we are looking for.
-    if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(LoopEntryPredicate->getCondition())){
-      Value *PreCondLHS = ICI->getOperand(0);
-      Value *PreCondRHS = ICI->getOperand(1);
-      ICmpInst::Predicate Cond;
-      if (LoopEntryPredicate->getSuccessor(0) == PreheaderDest)
-        Cond = ICI->getPredicate();
-      else
-        Cond = ICI->getInversePredicate();
-    
-      switch (Cond) {
-      case ICmpInst::ICMP_UGT:
-        if (isSigned) return UnknownValue;
-        std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
-        Cond = ICmpInst::ICMP_ULT;
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_SGT:
-        if (!isSigned) return UnknownValue;
-        std::swap(PreCondLHS, PreCondRHS);
-        Cond = ICmpInst::ICMP_SLT;
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_ULT:
-        if (isSigned) return UnknownValue;
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_SLT:
-        if (!isSigned) return UnknownValue;
-        break;
-      default:
-        return UnknownValue;
-      }
+    // Assuming that the loop will run at least once, we know that it will
+    // run (m-n)/s times.
+    SCEVHandle End = RHS;
 
-      if (PreCondLHS->getType()->isInteger()) {
-        if (RHS != getSCEV(PreCondRHS))
-          return UnknownValue;  // Not a comparison against 'm'.
+    if (!executesAtLeastOnce(L, isSigned, trueWhenEqual,
+                             SE.getMinusSCEV(Start, One), RHS)) {
+      // If not, we get the value of the LHS in the first iteration in which
+      // the above condition doesn't hold.  This equals to max(m,n).
+      End = isSigned ? SE.getSMaxExpr(RHS, Start)
+                     : SE.getUMaxExpr(RHS, Start);
+    }
 
-        if (SE.getMinusSCEV(AddRec->getOperand(0), One)
-                    != getSCEV(PreCondLHS))
-          return UnknownValue;  // Not a comparison against 'n-1'.
-      }
-      else return UnknownValue;
+    // If the expression is less-than-or-equal to, we need to extend the
+    // loop by one iteration.
+    //
+    // The loop won't actually run (m-n)/s times because the loop iterations
+    // won't divide evenly. For example, if you have {2,+,5} u< 10 the
+    // division would equal one, but the loop runs twice putting the
+    // induction variable at 12.
+
+    if (!trueWhenEqual)
+      // (Stride - 1) is correct only because we know it's unsigned.
+      // What we really want is to decrease the magnitude of Stride by one.
+      Start = SE.getMinusSCEV(Start, SE.getMinusSCEV(Stride, One));
+    else
+      Start = SE.getMinusSCEV(Start, Stride);
 
-      // cerr << "Computed Loop Trip Count as: " 
-      //      << //  *SE.getMinusSCEV(RHS, AddRec->getOperand(0)) << "\n";
-      return SE.getMinusSCEV(RHS, AddRec->getOperand(0));
-    }
-    else 
-      return UnknownValue;
+    // Finally, we subtract these two values to get the number of times the
+    // backedge is executed: max(m,n)-n.
+    return SE.getUDivExpr(SE.getMinusSCEV(End, Start), Stride);
   }
 
   return UnknownValue;
@@ -2551,27 +3060,6 @@ SCEVHandle SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
     }
   }
 
-  // Fallback, if this is a general polynomial, figure out the progression
-  // through brute force: evaluate until we find an iteration that fails the
-  // test.  This is likely to be slow, but getting an accurate trip count is
-  // incredibly important, we will be able to simplify the exit test a lot, and
-  // we are almost guaranteed to get a trip count in this case.
-  ConstantInt *TestVal = ConstantInt::get(getType(), 0);
-  ConstantInt *EndVal  = TestVal;  // Stop when we wrap around.
-  do {
-    ++NumBruteForceEvaluations;
-    SCEVHandle Val = evaluateAtIteration(SE.getConstant(TestVal), SE);
-    if (!isa<SCEVConstant>(Val))  // This shouldn't happen.
-      return new SCEVCouldNotCompute();
-
-    // Check to see if we found the value!
-    if (!Range.contains(cast<SCEVConstant>(Val)->getValue()->getValue()))
-      return SE.getConstant(TestVal);
-
-    // Increment to test the next index.
-    TestVal = ConstantInt::get(TestVal->getValue()+1);
-  } while (TestVal != EndVal);
-
   return new SCEVCouldNotCompute();
 }
 
@@ -2636,20 +3124,20 @@ static void PrintLoopInfo(std::ostream &OS, const ScalarEvolution *SE,
   for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
     PrintLoopInfo(OS, SE, *I);
 
-  cerr << "Loop " << L->getHeader()->getName() << ": ";
+  OS << "Loop " << L->getHeader()->getName() << ": ";
 
   SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
   if (ExitBlocks.size() != 1)
-    cerr << "<multiple exits> ";
+    OS << "<multiple exits> ";
 
   if (SE->hasLoopInvariantIterationCount(L)) {
-    cerr << *SE->getIterationCount(L) << " iterations! ";
+    OS << *SE->getIterationCount(L) << " iterations! ";
   } else {
-    cerr << "Unpredictable iteration count. ";
+    OS << "Unpredictable iteration count. ";
   }
 
-  cerr << "\n";
+  OS << "\n";
 }
 
 void ScalarEvolution::print(std::ostream &OS, const Module* ) const {
@@ -2660,17 +3148,11 @@ void ScalarEvolution::print(std::ostream &OS, const Module* ) const {
   for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
     if (I->getType()->isInteger()) {
       OS << *I;
-      OS << "  --> ";
+      OS << "  -->  ";
       SCEVHandle SV = getSCEV(&*I);
       SV->print(OS);
       OS << "\t\t";
 
-      if ((*I).getType()->isInteger()) {
-        ConstantRange Bounds = SV->getValueRange();
-        if (!Bounds.isFullSet())
-          OS << "Bounds: " << Bounds << " ";
-      }
-
       if (const Loop *L = LI.getLoopFor((*I).getParent())) {
         OS << "Exits: ";
         SCEVHandle ExitValue = getSCEVAtScope(&*I, L->getParentLoop());