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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScalarEvolution.cpp
index efeddf07db261a6b49a7663aafb7bad8d97d5eeb..ef1bb3a36c8d4205652560cfa9c04bf112c9e540 100644 (file)
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/IR/Metadata.h"
 #include "llvm/IR/Operator.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/SaveAndRestore.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
@@ -114,16 +116,6 @@ static cl::opt<bool>
 VerifySCEV("verify-scev",
            cl::desc("Verify ScalarEvolution's backedge taken counts (slow)"));
 
-INITIALIZE_PASS_BEGIN(ScalarEvolution, "scalar-evolution",
-                "Scalar Evolution Analysis", false, true)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
-INITIALIZE_PASS_END(ScalarEvolution, "scalar-evolution",
-                "Scalar Evolution Analysis", false, true)
-char ScalarEvolution::ID = 0;
-
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                           SCEV class definitions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -132,12 +124,11 @@ char ScalarEvolution::ID = 0;
 // Implementation of the SCEV class.
 //
 
-#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+LLVM_DUMP_METHOD
 void SCEV::dump() const {
   print(dbgs());
   dbgs() << '\n';
 }
-#endif
 
 void SCEV::print(raw_ostream &OS) const {
   switch (static_cast<SCEVTypes>(getSCEVType())) {
@@ -303,7 +294,7 @@ bool SCEV::isNonConstantNegative() const {
   if (!SC) return false;
 
   // Return true if the value is negative, this matches things like (-42 * V).
-  return SC->getValue()->getValue().isNegative();
+  return SC->getAPInt().isNegative();
 }
 
 SCEVCouldNotCompute::SCEVCouldNotCompute() :
@@ -455,179 +446,179 @@ bool SCEVUnknown::isOffsetOf(Type *&CTy, Constant *&FieldNo) const {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
-  /// SCEVComplexityCompare - Return true if the complexity of the LHS is less
-  /// than the complexity of the RHS.  This comparator is used to canonicalize
-  /// expressions.
-  class SCEVComplexityCompare {
-    const LoopInfo *const LI;
-  public:
-    explicit SCEVComplexityCompare(const LoopInfo *li) : LI(li) {}
-
-    // Return true or false if LHS is less than, or at least RHS, respectively.
-    bool operator()(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
-      return compare(LHS, RHS) < 0;
-    }
-
-    // Return negative, zero, or positive, if LHS is less than, equal to, or
-    // greater than RHS, respectively. A three-way result allows recursive
-    // comparisons to be more efficient.
-    int compare(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
-      // Fast-path: SCEVs are uniqued so we can do a quick equality check.
-      if (LHS == RHS)
-        return 0;
-
-      // Primarily, sort the SCEVs by their getSCEVType().
-      unsigned LType = LHS->getSCEVType(), RType = RHS->getSCEVType();
-      if (LType != RType)
-        return (int)LType - (int)RType;
-
-      // Aside from the getSCEVType() ordering, the particular ordering
-      // isn't very important except that it's beneficial to be consistent,
-      // so that (a + b) and (b + a) don't end up as different expressions.
-      switch (static_cast<SCEVTypes>(LType)) {
-      case scUnknown: {
-        const SCEVUnknown *LU = cast<SCEVUnknown>(LHS);
-        const SCEVUnknown *RU = cast<SCEVUnknown>(RHS);
-
-        // Sort SCEVUnknown values with some loose heuristics. TODO: This is
-        // not as complete as it could be.
-        const Value *LV = LU->getValue(), *RV = RU->getValue();
-
-        // Order pointer values after integer values. This helps SCEVExpander
-        // form GEPs.
-        bool LIsPointer = LV->getType()->isPointerTy(),
-             RIsPointer = RV->getType()->isPointerTy();
-        if (LIsPointer != RIsPointer)
-          return (int)LIsPointer - (int)RIsPointer;
-
-        // Compare getValueID values.
-        unsigned LID = LV->getValueID(),
-                 RID = RV->getValueID();
-        if (LID != RID)
-          return (int)LID - (int)RID;
-
-        // Sort arguments by their position.
-        if (const Argument *LA = dyn_cast<Argument>(LV)) {
-          const Argument *RA = cast<Argument>(RV);
-          unsigned LArgNo = LA->getArgNo(), RArgNo = RA->getArgNo();
-          return (int)LArgNo - (int)RArgNo;
-        }
-
-        // For instructions, compare their loop depth, and their operand
-        // count.  This is pretty loose.
-        if (const Instruction *LInst = dyn_cast<Instruction>(LV)) {
-          const Instruction *RInst = cast<Instruction>(RV);
-
-          // Compare loop depths.
-          const BasicBlock *LParent = LInst->getParent(),
-                           *RParent = RInst->getParent();
-          if (LParent != RParent) {
-            unsigned LDepth = LI->getLoopDepth(LParent),
-                     RDepth = LI->getLoopDepth(RParent);
-            if (LDepth != RDepth)
-              return (int)LDepth - (int)RDepth;
-          }
-
-          // Compare the number of operands.
-          unsigned LNumOps = LInst->getNumOperands(),
-                   RNumOps = RInst->getNumOperands();
-          return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
-        }
+/// SCEVComplexityCompare - Return true if the complexity of the LHS is less
+/// than the complexity of the RHS.  This comparator is used to canonicalize
+/// expressions.
+class SCEVComplexityCompare {
+  const LoopInfo *const LI;
+public:
+  explicit SCEVComplexityCompare(const LoopInfo *li) : LI(li) {}
 
-        return 0;
-      }
+  // Return true or false if LHS is less than, or at least RHS, respectively.
+  bool operator()(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
+    return compare(LHS, RHS) < 0;
+  }
 
-      case scConstant: {
-        const SCEVConstant *LC = cast<SCEVConstant>(LHS);
-        const SCEVConstant *RC = cast<SCEVConstant>(RHS);
-
-        // Compare constant values.
-        const APInt &LA = LC->getValue()->getValue();
-        const APInt &RA = RC->getValue()->getValue();
-        unsigned LBitWidth = LA.getBitWidth(), RBitWidth = RA.getBitWidth();
-        if (LBitWidth != RBitWidth)
-          return (int)LBitWidth - (int)RBitWidth;
-        return LA.ult(RA) ? -1 : 1;
+  // Return negative, zero, or positive, if LHS is less than, equal to, or
+  // greater than RHS, respectively. A three-way result allows recursive
+  // comparisons to be more efficient.
+  int compare(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
+    // Fast-path: SCEVs are uniqued so we can do a quick equality check.
+    if (LHS == RHS)
+      return 0;
+
+    // Primarily, sort the SCEVs by their getSCEVType().
+    unsigned LType = LHS->getSCEVType(), RType = RHS->getSCEVType();
+    if (LType != RType)
+      return (int)LType - (int)RType;
+
+    // Aside from the getSCEVType() ordering, the particular ordering
+    // isn't very important except that it's beneficial to be consistent,
+    // so that (a + b) and (b + a) don't end up as different expressions.
+    switch (static_cast<SCEVTypes>(LType)) {
+    case scUnknown: {
+      const SCEVUnknown *LU = cast<SCEVUnknown>(LHS);
+      const SCEVUnknown *RU = cast<SCEVUnknown>(RHS);
+
+      // Sort SCEVUnknown values with some loose heuristics. TODO: This is
+      // not as complete as it could be.
+      const Value *LV = LU->getValue(), *RV = RU->getValue();
+
+      // Order pointer values after integer values. This helps SCEVExpander
+      // form GEPs.
+      bool LIsPointer = LV->getType()->isPointerTy(),
+        RIsPointer = RV->getType()->isPointerTy();
+      if (LIsPointer != RIsPointer)
+        return (int)LIsPointer - (int)RIsPointer;
+
+      // Compare getValueID values.
+      unsigned LID = LV->getValueID(),
+        RID = RV->getValueID();
+      if (LID != RID)
+        return (int)LID - (int)RID;
+
+      // Sort arguments by their position.
+      if (const Argument *LA = dyn_cast<Argument>(LV)) {
+        const Argument *RA = cast<Argument>(RV);
+        unsigned LArgNo = LA->getArgNo(), RArgNo = RA->getArgNo();
+        return (int)LArgNo - (int)RArgNo;
       }
 
-      case scAddRecExpr: {
-        const SCEVAddRecExpr *LA = cast<SCEVAddRecExpr>(LHS);
-        const SCEVAddRecExpr *RA = cast<SCEVAddRecExpr>(RHS);
-
-        // Compare addrec loop depths.
-        const Loop *LLoop = LA->getLoop(), *RLoop = RA->getLoop();
-        if (LLoop != RLoop) {
-          unsigned LDepth = LLoop->getLoopDepth(),
-                   RDepth = RLoop->getLoopDepth();
+      // For instructions, compare their loop depth, and their operand
+      // count.  This is pretty loose.
+      if (const Instruction *LInst = dyn_cast<Instruction>(LV)) {
+        const Instruction *RInst = cast<Instruction>(RV);
+
+        // Compare loop depths.
+        const BasicBlock *LParent = LInst->getParent(),
+          *RParent = RInst->getParent();
+        if (LParent != RParent) {
+          unsigned LDepth = LI->getLoopDepth(LParent),
+            RDepth = LI->getLoopDepth(RParent);
           if (LDepth != RDepth)
             return (int)LDepth - (int)RDepth;
         }
 
-        // Addrec complexity grows with operand count.
-        unsigned LNumOps = LA->getNumOperands(), RNumOps = RA->getNumOperands();
-        if (LNumOps != RNumOps)
-          return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
+        // Compare the number of operands.
+        unsigned LNumOps = LInst->getNumOperands(),
+          RNumOps = RInst->getNumOperands();
+        return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
+      }
 
-        // Lexicographically compare.
-        for (unsigned i = 0; i != LNumOps; ++i) {
-          long X = compare(LA->getOperand(i), RA->getOperand(i));
-          if (X != 0)
-            return X;
-        }
+      return 0;
+    }
+
+    case scConstant: {
+      const SCEVConstant *LC = cast<SCEVConstant>(LHS);
+      const SCEVConstant *RC = cast<SCEVConstant>(RHS);
+
+      // Compare constant values.
+      const APInt &LA = LC->getAPInt();
+      const APInt &RA = RC->getAPInt();
+      unsigned LBitWidth = LA.getBitWidth(), RBitWidth = RA.getBitWidth();
+      if (LBitWidth != RBitWidth)
+        return (int)LBitWidth - (int)RBitWidth;
+      return LA.ult(RA) ? -1 : 1;
+    }
 
-        return 0;
+    case scAddRecExpr: {
+      const SCEVAddRecExpr *LA = cast<SCEVAddRecExpr>(LHS);
+      const SCEVAddRecExpr *RA = cast<SCEVAddRecExpr>(RHS);
+
+      // Compare addrec loop depths.
+      const Loop *LLoop = LA->getLoop(), *RLoop = RA->getLoop();
+      if (LLoop != RLoop) {
+        unsigned LDepth = LLoop->getLoopDepth(),
+          RDepth = RLoop->getLoopDepth();
+        if (LDepth != RDepth)
+          return (int)LDepth - (int)RDepth;
       }
 
-      case scAddExpr:
-      case scMulExpr:
-      case scSMaxExpr:
-      case scUMaxExpr: {
-        const SCEVNAryExpr *LC = cast<SCEVNAryExpr>(LHS);
-        const SCEVNAryExpr *RC = cast<SCEVNAryExpr>(RHS);
-
-        // Lexicographically compare n-ary expressions.
-        unsigned LNumOps = LC->getNumOperands(), RNumOps = RC->getNumOperands();
-        if (LNumOps != RNumOps)
-          return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
-
-        for (unsigned i = 0; i != LNumOps; ++i) {
-          if (i >= RNumOps)
-            return 1;
-          long X = compare(LC->getOperand(i), RC->getOperand(i));
-          if (X != 0)
-            return X;
-        }
+      // Addrec complexity grows with operand count.
+      unsigned LNumOps = LA->getNumOperands(), RNumOps = RA->getNumOperands();
+      if (LNumOps != RNumOps)
         return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
+
+      // Lexicographically compare.
+      for (unsigned i = 0; i != LNumOps; ++i) {
+        long X = compare(LA->getOperand(i), RA->getOperand(i));
+        if (X != 0)
+          return X;
       }
 
-      case scUDivExpr: {
-        const SCEVUDivExpr *LC = cast<SCEVUDivExpr>(LHS);
-        const SCEVUDivExpr *RC = cast<SCEVUDivExpr>(RHS);
+      return 0;
+    }
+
+    case scAddExpr:
+    case scMulExpr:
+    case scSMaxExpr:
+    case scUMaxExpr: {
+      const SCEVNAryExpr *LC = cast<SCEVNAryExpr>(LHS);
+      const SCEVNAryExpr *RC = cast<SCEVNAryExpr>(RHS);
+
+      // Lexicographically compare n-ary expressions.
+      unsigned LNumOps = LC->getNumOperands(), RNumOps = RC->getNumOperands();
+      if (LNumOps != RNumOps)
+        return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
 
-        // Lexicographically compare udiv expressions.
-        long X = compare(LC->getLHS(), RC->getLHS());
+      for (unsigned i = 0; i != LNumOps; ++i) {
+        if (i >= RNumOps)
+          return 1;
+        long X = compare(LC->getOperand(i), RC->getOperand(i));
         if (X != 0)
           return X;
-        return compare(LC->getRHS(), RC->getRHS());
       }
+      return (int)LNumOps - (int)RNumOps;
+    }
 
-      case scTruncate:
-      case scZeroExtend:
-      case scSignExtend: {
-        const SCEVCastExpr *LC = cast<SCEVCastExpr>(LHS);
-        const SCEVCastExpr *RC = cast<SCEVCastExpr>(RHS);
+    case scUDivExpr: {
+      const SCEVUDivExpr *LC = cast<SCEVUDivExpr>(LHS);
+      const SCEVUDivExpr *RC = cast<SCEVUDivExpr>(RHS);
 
-        // Compare cast expressions by operand.
-        return compare(LC->getOperand(), RC->getOperand());
-      }
+      // Lexicographically compare udiv expressions.
+      long X = compare(LC->getLHS(), RC->getLHS());
+      if (X != 0)
+        return X;
+      return compare(LC->getRHS(), RC->getRHS());
+    }
 
-      case scCouldNotCompute:
-        llvm_unreachable("Attempt to use a SCEVCouldNotCompute object!");
-      }
-      llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
+    case scTruncate:
+    case scZeroExtend:
+    case scSignExtend: {
+      const SCEVCastExpr *LC = cast<SCEVCastExpr>(LHS);
+      const SCEVCastExpr *RC = cast<SCEVCastExpr>(RHS);
+
+      // Compare cast expressions by operand.
+      return compare(LC->getOperand(), RC->getOperand());
     }
-  };
-}
+
+    case scCouldNotCompute:
+      llvm_unreachable("Attempt to use a SCEVCouldNotCompute object!");
+    }
+    llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
+  }
+};
+}  // end anonymous namespace
 
 /// GroupByComplexity - Given a list of SCEV objects, order them by their
 /// complexity, and group objects of the same complexity together by value.
@@ -675,24 +666,22 @@ static void GroupByComplexity(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
   }
 }
 
-namespace {
-struct FindSCEVSize {
-  int Size;
-  FindSCEVSize() : Size(0) {}
-
-  bool follow(const SCEV *S) {
-    ++Size;
-    // Keep looking at all operands of S.
-    return true;
-  }
-  bool isDone() const {
-    return false;
-  }
-};
-}
-
 // Returns the size of the SCEV S.
 static inline int sizeOfSCEV(const SCEV *S) {
+  struct FindSCEVSize {
+    int Size;
+    FindSCEVSize() : Size(0) {}
+
+    bool follow(const SCEV *S) {
+      ++Size;
+      // Keep looking at all operands of S.
+      return true;
+    }
+    bool isDone() const {
+      return false;
+    }
+  };
+
   FindSCEVSize F;
   SCEVTraversal<FindSCEVSize> ST(F);
   ST.visitAll(S);
@@ -771,8 +760,8 @@ public:
 
   void visitConstant(const SCEVConstant *Numerator) {
     if (const SCEVConstant *D = dyn_cast<SCEVConstant>(Denominator)) {
-      APInt NumeratorVal = Numerator->getValue()->getValue();
-      APInt DenominatorVal = D->getValue()->getValue();
+      APInt NumeratorVal = Numerator->getAPInt();
+      APInt DenominatorVal = D->getAPInt();
       uint32_t NumeratorBW = NumeratorVal.getBitWidth();
       uint32_t DenominatorBW = DenominatorVal.getBitWidth();
 
@@ -792,17 +781,15 @@ public:
 
   void visitAddRecExpr(const SCEVAddRecExpr *Numerator) {
     const SCEV *StartQ, *StartR, *StepQ, *StepR;
-    assert(Numerator->isAffine() && "Numerator should be affine");
+    if (!Numerator->isAffine())
+      return cannotDivide(Numerator);
     divide(SE, Numerator->getStart(), Denominator, &StartQ, &StartR);
     divide(SE, Numerator->getStepRecurrence(SE), Denominator, &StepQ, &StepR);
     // Bail out if the types do not match.
     Type *Ty = Denominator->getType();
     if (Ty != StartQ->getType() || Ty != StartR->getType() ||
-        Ty != StepQ->getType() || Ty != StepR->getType()) {
-      Quotient = Zero;
-      Remainder = Numerator;
-      return;
-    }
+        Ty != StepQ->getType() || Ty != StepR->getType())
+      return cannotDivide(Numerator);
     Quotient = SE.getAddRecExpr(StartQ, StepQ, Numerator->getLoop(),
                                 Numerator->getNoWrapFlags());
     Remainder = SE.getAddRecExpr(StartR, StepR, Numerator->getLoop(),
@@ -818,11 +805,8 @@ public:
       divide(SE, Op, Denominator, &Q, &R);
 
       // Bail out if types do not match.
-      if (Ty != Q->getType() || Ty != R->getType()) {
-        Quotient = Zero;
-        Remainder = Numerator;
-        return;
-      }
+      if (Ty != Q->getType() || Ty != R->getType())
+        return cannotDivide(Numerator);
 
       Qs.push_back(Q);
       Rs.push_back(R);
@@ -845,11 +829,8 @@ public:
     bool FoundDenominatorTerm = false;
     for (const SCEV *Op : Numerator->operands()) {
       // Bail out if types do not match.
-      if (Ty != Op->getType()) {
-        Quotient = Zero;
-        Remainder = Numerator;
-        return;
-      }
+      if (Ty != Op->getType())
+        return cannotDivide(Numerator);
 
       if (FoundDenominatorTerm) {
         Qs.push_back(Op);
@@ -865,11 +846,8 @@ public:
       }
 
       // Bail out if types do not match.
-      if (Ty != Q->getType()) {
-        Quotient = Zero;
-        Remainder = Numerator;
-        return;
-      }
+      if (Ty != Q->getType())
+        return cannotDivide(Numerator);
 
       FoundDenominatorTerm = true;
       Qs.push_back(Q);
@@ -884,11 +862,8 @@ public:
       return;
     }
 
-    if (!isa<SCEVUnknown>(Denominator)) {
-      Quotient = Zero;
-      Remainder = Numerator;
-      return;
-    }
+    if (!isa<SCEVUnknown>(Denominator))
+      return cannotDivide(Numerator);
 
     // The Remainder is obtained by replacing Denominator by 0 in Numerator.
     ValueToValueMap RewriteMap;
@@ -908,15 +883,12 @@ public:
     // Quotient is (Numerator - Remainder) divided by Denominator.
     const SCEV *Q, *R;
     const SCEV *Diff = SE.getMinusSCEV(Numerator, Remainder);
-    if (sizeOfSCEV(Diff) > sizeOfSCEV(Numerator)) {
-      // This SCEV does not seem to simplify: fail the division here.
-      Quotient = Zero;
-      Remainder = Numerator;
-      return;
-    }
+    // This SCEV does not seem to simplify: fail the division here.
+    if (sizeOfSCEV(Diff) > sizeOfSCEV(Numerator))
+      return cannotDivide(Numerator);
     divide(SE, Diff, Denominator, &Q, &R);
-    assert(R == Zero &&
-           "(Numerator - Remainder) should evenly divide Denominator");
+    if (R != Zero)
+      return cannotDivide(Numerator);
     Quotient = Q;
   }
 
@@ -924,11 +896,18 @@ private:
   SCEVDivision(ScalarEvolution &S, const SCEV *Numerator,
                const SCEV *Denominator)
       : SE(S), Denominator(Denominator) {
-    Zero = SE.getConstant(Denominator->getType(), 0);
-    One = SE.getConstant(Denominator->getType(), 1);
+    Zero = SE.getZero(Denominator->getType());
+    One = SE.getOne(Denominator->getType());
+
+    // We generally do not know how to divide Expr by Denominator. We
+    // initialize the division to a "cannot divide" state to simplify the rest
+    // of the code.
+    cannotDivide(Numerator);
+  }
 
-    // By default, we don't know how to divide Expr by Denominator.
-    // Providing the default here simplifies the rest of the code.
+  // Convenience function for giving up on the division. We set the quotient to
+  // be equal to zero and the remainder to be equal to the numerator.
+  void cannotDivide(const SCEV *Numerator) {
     Quotient = Zero;
     Remainder = Numerator;
   }
@@ -1151,8 +1130,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getTruncateExpr(const SCEV *Op,
   // If the input value is a chrec scev, truncate the chrec's operands.
   if (const SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Op)) {
     SmallVector<const SCEV *, 4> Operands;
-    for (unsigned i = 0, e = AddRec->getNumOperands(); i != e; ++i)
-      Operands.push_back(getTruncateExpr(AddRec->getOperand(i), Ty));
+    for (const SCEV *Op : AddRec->operands())
+      Operands.push_back(getTruncateExpr(Op, Ty));
     return getAddRecExpr(Operands, AddRec->getLoop(), SCEV::FlagAnyWrap);
   }
 
@@ -1287,7 +1266,9 @@ static const SCEV *getPreStartForExtend(const SCEVAddRecExpr *AR, Type *Ty,
   // `Step`:
 
   // 1. NSW/NUW flags on the step increment.
-  const SCEV *PreStart = SE->getAddExpr(DiffOps, SA->getNoWrapFlags());
+  auto PreStartFlags =
+    ScalarEvolution::maskFlags(SA->getNoWrapFlags(), SCEV::FlagNUW);
+  const SCEV *PreStart = SE->getAddExpr(DiffOps, PreStartFlags);
   const SCEVAddRecExpr *PreAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(
       SE->getAddRecExpr(PreStart, Step, L, SCEV::FlagAnyWrap));
 
@@ -1322,9 +1303,9 @@ static const SCEV *getPreStartForExtend(const SCEVAddRecExpr *AR, Type *Ty,
       ExtendOpTraits<ExtendOpTy>::getOverflowLimitForStep(Step, &Pred, SE);
 
   if (OverflowLimit &&
-      SE->isLoopEntryGuardedByCond(L, Pred, PreStart, OverflowLimit)) {
+      SE->isLoopEntryGuardedByCond(L, Pred, PreStart, OverflowLimit))
     return PreStart;
-  }
+
   return nullptr;
 }
 
@@ -1390,24 +1371,22 @@ bool ScalarEvolution::proveNoWrapByVaryingStart(const SCEV *Start,
   if (!StartC)
     return false;
 
-  APInt StartAI = StartC->getValue()->getValue();
+  APInt StartAI = StartC->getAPInt();
 
   for (unsigned Delta : {-2, -1, 1, 2}) {
     const SCEV *PreStart = getConstant(StartAI - Delta);
 
+    FoldingSetNodeID ID;
+    ID.AddInteger(scAddRecExpr);
+    ID.AddPointer(PreStart);
+    ID.AddPointer(Step);
+    ID.AddPointer(L);
+    void *IP = nullptr;
+    const auto *PreAR =
+      static_cast<SCEVAddRecExpr *>(UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP));
+
     // Give up if we don't already have the add recurrence we need because
     // actually constructing an add recurrence is relatively expensive.
-    const SCEVAddRecExpr *PreAR = [&]() {
-      FoldingSetNodeID ID;
-      ID.AddInteger(scAddRecExpr);
-      ID.AddPointer(PreStart);
-      ID.AddPointer(Step);
-      ID.AddPointer(L);
-      void *IP = nullptr;
-      return static_cast<SCEVAddRecExpr *>(
-          this->UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP));
-    }();
-
     if (PreAR && PreAR->getNoWrapFlags(WrapType)) {  // proves (2)
       const SCEV *DeltaS = getConstant(StartC->getType(), Delta);
       ICmpInst::Predicate Pred = ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
@@ -1578,6 +1557,18 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getZeroExtendExpr(const SCEV *Op,
       }
     }
 
+  if (auto *SA = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Op)) {
+    // zext((A + B + ...)<nuw>) --> (zext(A) + zext(B) + ...)<nuw>
+    if (SA->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNUW)) {
+      // If the addition does not unsign overflow then we can, by definition,
+      // commute the zero extension with the addition operation.
+      SmallVector<const SCEV *, 4> Ops;
+      for (const auto *Op : SA->operands())
+        Ops.push_back(getZeroExtendExpr(Op, Ty));
+      return getAddExpr(Ops, SCEV::FlagNUW);
+    }
+  }
+
   // The cast wasn't folded; create an explicit cast node.
   // Recompute the insert position, as it may have been invalidated.
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
@@ -1635,14 +1626,14 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
   }
 
   // sext(C1 + (C2 * x)) --> C1 + sext(C2 * x) if C1 < C2
-  if (auto SA = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Op)) {
+  if (auto *SA = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Op)) {
     if (SA->getNumOperands() == 2) {
-      auto SC1 = dyn_cast<SCEVConstant>(SA->getOperand(0));
-      auto SMul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(SA->getOperand(1));
+      auto *SC1 = dyn_cast<SCEVConstant>(SA->getOperand(0));
+      auto *SMul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(SA->getOperand(1));
       if (SMul && SC1) {
-        if (auto SC2 = dyn_cast<SCEVConstant>(SMul->getOperand(0))) {
-          const APInt &C1 = SC1->getValue()->getValue();
-          const APInt &C2 = SC2->getValue()->getValue();
+        if (auto *SC2 = dyn_cast<SCEVConstant>(SMul->getOperand(0))) {
+          const APInt &C1 = SC1->getAPInt();
+          const APInt &C2 = SC2->getAPInt();
           if (C1.isStrictlyPositive() && C2.isStrictlyPositive() &&
               C2.ugt(C1) && C2.isPowerOf2())
             return getAddExpr(getSignExtendExpr(SC1, Ty),
@@ -1650,6 +1641,16 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
         }
       }
     }
+
+    // sext((A + B + ...)<nsw>) --> (sext(A) + sext(B) + ...)<nsw>
+    if (SA->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNSW)) {
+      // If the addition does not sign overflow then we can, by definition,
+      // commute the sign extension with the addition operation.
+      SmallVector<const SCEV *, 4> Ops;
+      for (const auto *Op : SA->operands())
+        Ops.push_back(getSignExtendExpr(Op, Ty));
+      return getAddExpr(Ops, SCEV::FlagNSW);
+    }
   }
   // If the input value is a chrec scev, and we can prove that the value
   // did not overflow the old, smaller, value, we can sign extend all of the
@@ -1754,16 +1755,16 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
       // If Start and Step are constants, check if we can apply this
       // transformation:
       // sext{C1,+,C2} --> C1 + sext{0,+,C2} if C1 < C2
-      auto SC1 = dyn_cast<SCEVConstant>(Start);
-      auto SC2 = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
+      auto *SC1 = dyn_cast<SCEVConstant>(Start);
+      auto *SC2 = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
       if (SC1 && SC2) {
-        const APInt &C1 = SC1->getValue()->getValue();
-        const APInt &C2 = SC2->getValue()->getValue();
+        const APInt &C1 = SC1->getAPInt();
+        const APInt &C2 = SC2->getAPInt();
         if (C1.isStrictlyPositive() && C2.isStrictlyPositive() && C2.ugt(C1) &&
             C2.isPowerOf2()) {
           Start = getSignExtendExpr(Start, Ty);
-          const SCEV *NewAR = getAddRecExpr(getConstant(AR->getType(), 0), Step,
-                                            L, AR->getNoWrapFlags());
+          const SCEV *NewAR = getAddRecExpr(getZero(AR->getType()), Step, L,
+                                            AR->getNoWrapFlags());
           return getAddExpr(Start, getSignExtendExpr(NewAR, Ty));
         }
       }
@@ -1798,7 +1799,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAnyExtendExpr(const SCEV *Op,
 
   // Sign-extend negative constants.
   if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Op))
-    if (SC->getValue()->getValue().isNegative())
+    if (SC->getAPInt().isNegative())
       return getSignExtendExpr(Op, Ty);
 
   // Peel off a truncate cast.
@@ -1876,7 +1877,7 @@ CollectAddOperandsWithScales(DenseMap<const SCEV *, APInt> &M,
     // Pull a buried constant out to the outside.
     if (Scale != 1 || AccumulatedConstant != 0 || C->getValue()->isZero())
       Interesting = true;
-    AccumulatedConstant += Scale * C->getValue()->getValue();
+    AccumulatedConstant += Scale * C->getAPInt();
   }
 
   // Next comes everything else. We're especially interested in multiplies
@@ -1885,7 +1886,7 @@ CollectAddOperandsWithScales(DenseMap<const SCEV *, APInt> &M,
     const SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Ops[i]);
     if (Mul && isa<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0))) {
       APInt NewScale =
-        Scale * cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0))->getValue()->getValue();
+          Scale * cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0))->getAPInt();
       if (Mul->getNumOperands() == 2 && isa<SCEVAddExpr>(Mul->getOperand(1))) {
         // A multiplication of a constant with another add; recurse.
         const SCEVAddExpr *Add = cast<SCEVAddExpr>(Mul->getOperand(1));
@@ -1898,8 +1899,7 @@ CollectAddOperandsWithScales(DenseMap<const SCEV *, APInt> &M,
         // the map.
         SmallVector<const SCEV *, 4> MulOps(Mul->op_begin()+1, Mul->op_end());
         const SCEV *Key = SE.getMulExpr(MulOps);
-        std::pair<DenseMap<const SCEV *, APInt>::iterator, bool> Pair =
-          M.insert(std::make_pair(Key, NewScale));
+        auto Pair = M.insert(std::make_pair(Key, NewScale));
         if (Pair.second) {
           NewOps.push_back(Pair.first->first);
         } else {
@@ -1927,22 +1927,15 @@ CollectAddOperandsWithScales(DenseMap<const SCEV *, APInt> &M,
   return Interesting;
 }
 
-namespace {
-  struct APIntCompare {
-    bool operator()(const APInt &LHS, const APInt &RHS) const {
-      return LHS.ult(RHS);
-    }
-  };
-}
-
 // We're trying to construct a SCEV of type `Type' with `Ops' as operands and
 // `OldFlags' as can't-wrap behavior.  Infer a more aggressive set of
 // can't-overflow flags for the operation if possible.
 static SCEV::NoWrapFlags
 StrengthenNoWrapFlags(ScalarEvolution *SE, SCEVTypes Type,
                       const SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
-                      SCEV::NoWrapFlags OldFlags) {
+                      SCEV::NoWrapFlags Flags) {
   using namespace std::placeholders;
+  typedef OverflowingBinaryOperator OBO;
 
   bool CanAnalyze =
       Type == scAddExpr || Type == scAddRecExpr || Type == scMulExpr;
@@ -1951,18 +1944,42 @@ StrengthenNoWrapFlags(ScalarEvolution *SE, SCEVTypes Type,
 
   int SignOrUnsignMask = SCEV::FlagNUW | SCEV::FlagNSW;
   SCEV::NoWrapFlags SignOrUnsignWrap =
-      ScalarEvolution::maskFlags(OldFlags, SignOrUnsignMask);
+      ScalarEvolution::maskFlags(Flags, SignOrUnsignMask);
 
   // If FlagNSW is true and all the operands are non-negative, infer FlagNUW.
-  auto IsKnownNonNegative =
-    std::bind(std::mem_fn(&ScalarEvolution::isKnownNonNegative), SE, _1);
+  auto IsKnownNonNegative = [&](const SCEV *S) {
+    return SE->isKnownNonNegative(S);
+  };
+
+  if (SignOrUnsignWrap == SCEV::FlagNSW && all_of(Ops, IsKnownNonNegative))
+    Flags =
+        ScalarEvolution::setFlags(Flags, (SCEV::NoWrapFlags)SignOrUnsignMask);
 
-  if (SignOrUnsignWrap == SCEV::FlagNSW &&
-      std::all_of(Ops.begin(), Ops.end(), IsKnownNonNegative))
-    return ScalarEvolution::setFlags(OldFlags,
-                                     (SCEV::NoWrapFlags)SignOrUnsignMask);
+  SignOrUnsignWrap = ScalarEvolution::maskFlags(Flags, SignOrUnsignMask);
+
+  if (SignOrUnsignWrap != SignOrUnsignMask && Type == scAddExpr &&
+      Ops.size() == 2 && isa<SCEVConstant>(Ops[0])) {
+
+    // (A + C) --> (A + C)<nsw> if the addition does not sign overflow
+    // (A + C) --> (A + C)<nuw> if the addition does not unsign overflow
+
+    const APInt &C = cast<SCEVConstant>(Ops[0])->getAPInt();
+    if (!(SignOrUnsignWrap & SCEV::FlagNSW)) {
+      auto NSWRegion =
+        ConstantRange::makeNoWrapRegion(Instruction::Add, C, OBO::NoSignedWrap);
+      if (NSWRegion.contains(SE->getSignedRange(Ops[1])))
+        Flags = ScalarEvolution::setFlags(Flags, SCEV::FlagNSW);
+    }
+    if (!(SignOrUnsignWrap & SCEV::FlagNUW)) {
+      auto NUWRegion =
+        ConstantRange::makeNoWrapRegion(Instruction::Add, C,
+                                        OBO::NoUnsignedWrap);
+      if (NUWRegion.contains(SE->getUnsignedRange(Ops[1])))
+        Flags = ScalarEvolution::setFlags(Flags, SCEV::FlagNUW);
+    }
+  }
 
-  return OldFlags;
+  return Flags;
 }
 
 /// getAddExpr - Get a canonical add expression, or something simpler if
@@ -1980,10 +1997,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
            "SCEVAddExpr operand types don't match!");
 #endif
 
-  Flags = StrengthenNoWrapFlags(this, scAddExpr, Ops, Flags);
-
   // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
-  GroupByComplexity(Ops, LI);
+  GroupByComplexity(Ops, &LI);
+
+  Flags = StrengthenNoWrapFlags(this, scAddExpr, Ops, Flags);
 
   // If there are any constants, fold them together.
   unsigned Idx = 0;
@@ -1992,8 +2009,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
     assert(Idx < Ops.size());
     while (const SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      Ops[0] = getConstant(LHSC->getValue()->getValue() +
-                           RHSC->getValue()->getValue());
+      Ops[0] = getConstant(LHSC->getAPInt() + RHSC->getAPInt());
       if (Ops.size() == 2) return Ops[0];
       Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
       LHSC = cast<SCEVConstant>(Ops[0]);
@@ -2063,8 +2079,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
               break;
             }
             LargeMulOps.push_back(T->getOperand());
-          } else if (const SCEVConstant *C =
-                       dyn_cast<SCEVConstant>(M->getOperand(j))) {
+          } else if (const auto *C = dyn_cast<SCEVConstant>(M->getOperand(j))) {
             LargeMulOps.push_back(getAnyExtendExpr(C, SrcType));
           } else {
             Ok = false;
@@ -2123,24 +2138,28 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
     if (CollectAddOperandsWithScales(M, NewOps, AccumulatedConstant,
                                      Ops.data(), Ops.size(),
                                      APInt(BitWidth, 1), *this)) {
+      struct APIntCompare {
+        bool operator()(const APInt &LHS, const APInt &RHS) const {
+          return LHS.ult(RHS);
+        }
+      };
+
       // Some interesting folding opportunity is present, so its worthwhile to
       // re-generate the operands list. Group the operands by constant scale,
       // to avoid multiplying by the same constant scale multiple times.
       std::map<APInt, SmallVector<const SCEV *, 4>, APIntCompare> MulOpLists;
-      for (SmallVectorImpl<const SCEV *>::const_iterator I = NewOps.begin(),
-           E = NewOps.end(); I != E; ++I)
-        MulOpLists[M.find(*I)->second].push_back(*I);
+      for (const SCEV *NewOp : NewOps)
+        MulOpLists[M.find(NewOp)->second].push_back(NewOp);
       // Re-generate the operands list.
       Ops.clear();
       if (AccumulatedConstant != 0)
         Ops.push_back(getConstant(AccumulatedConstant));
-      for (std::map<APInt, SmallVector<const SCEV *, 4>, APIntCompare>::iterator
-           I = MulOpLists.begin(), E = MulOpLists.end(); I != E; ++I)
-        if (I->first != 0)
-          Ops.push_back(getMulExpr(getConstant(I->first),
-                                   getAddExpr(I->second)));
+      for (auto &MulOp : MulOpLists)
+        if (MulOp.first != 0)
+          Ops.push_back(getMulExpr(getConstant(MulOp.first),
+                                   getAddExpr(MulOp.second)));
       if (Ops.empty())
-        return getConstant(Ty, 0);
+        return getZero(Ty);
       if (Ops.size() == 1)
         return Ops[0];
       return getAddExpr(Ops);
@@ -2168,7 +2187,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
             MulOps.append(Mul->op_begin()+MulOp+1, Mul->op_end());
             InnerMul = getMulExpr(MulOps);
           }
-          const SCEV *One = getConstant(Ty, 1);
+          const SCEV *One = getOne(Ty);
           const SCEV *AddOne = getAddExpr(One, InnerMul);
           const SCEV *OuterMul = getMulExpr(AddOne, MulOpSCEV);
           if (Ops.size() == 2) return OuterMul;
@@ -2279,8 +2298,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
                                                AddRec->op_end());
         for (; OtherIdx != Ops.size() && isa<SCEVAddRecExpr>(Ops[OtherIdx]);
              ++OtherIdx)
-          if (const SCEVAddRecExpr *OtherAddRec =
-                dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Ops[OtherIdx]))
+          if (const auto *OtherAddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Ops[OtherIdx]))
             if (OtherAddRec->getLoop() == AddRecLoop) {
               for (unsigned i = 0, e = OtherAddRec->getNumOperands();
                    i != e; ++i) {
@@ -2388,10 +2406,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
            "SCEVMulExpr operand types don't match!");
 #endif
 
-  Flags = StrengthenNoWrapFlags(this, scMulExpr, Ops, Flags);
-
   // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
-  GroupByComplexity(Ops, LI);
+  GroupByComplexity(Ops, &LI);
+
+  Flags = StrengthenNoWrapFlags(this, scMulExpr, Ops, Flags);
 
   // If there are any constants, fold them together.
   unsigned Idx = 0;
@@ -2410,9 +2428,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
     ++Idx;
     while (const SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(getContext(),
-                                           LHSC->getValue()->getValue() *
-                                           RHSC->getValue()->getValue());
+      ConstantInt *Fold =
+          ConstantInt::get(getContext(), LHSC->getAPInt() * RHSC->getAPInt());
       Ops[0] = getConstant(Fold);
       Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
       if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
@@ -2433,23 +2450,19 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
         if (const SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Ops[1])) {
           SmallVector<const SCEV *, 4> NewOps;
           bool AnyFolded = false;
-          for (SCEVAddRecExpr::op_iterator I = Add->op_begin(),
-                 E = Add->op_end(); I != E; ++I) {
-            const SCEV *Mul = getMulExpr(Ops[0], *I);
+          for (const SCEV *AddOp : Add->operands()) {
+            const SCEV *Mul = getMulExpr(Ops[0], AddOp);
             if (!isa<SCEVMulExpr>(Mul)) AnyFolded = true;
             NewOps.push_back(Mul);
           }
           if (AnyFolded)
             return getAddExpr(NewOps);
-        }
-        else if (const SCEVAddRecExpr *
-                 AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Ops[1])) {
+        } else if (const auto *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Ops[1])) {
           // Negation preserves a recurrence's no self-wrap property.
           SmallVector<const SCEV *, 4> Operands;
-          for (SCEVAddRecExpr::op_iterator I = AddRec->op_begin(),
-                 E = AddRec->op_end(); I != E; ++I) {
-            Operands.push_back(getMulExpr(Ops[0], *I));
-          }
+          for (const SCEV *AddRecOp : AddRec->operands())
+            Operands.push_back(getMulExpr(Ops[0], AddRecOp));
+
           return getAddRecExpr(Operands, AddRec->getLoop(),
                                AddRec->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNW));
         }
@@ -2560,7 +2573,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
       SmallVector<const SCEV*, 7> AddRecOps;
       for (int x = 0, xe = AddRec->getNumOperands() +
              OtherAddRec->getNumOperands() - 1; x != xe && !Overflow; ++x) {
-        const SCEV *Term = getConstant(Ty, 0);
+        const SCEV *Term = getZero(Ty);
         for (int y = x, ye = 2*x+1; y != ye && !Overflow; ++y) {
           uint64_t Coeff1 = Choose(x, 2*x - y, Overflow);
           for (int z = std::max(y-x, y-(int)AddRec->getNumOperands()+1),
@@ -2638,11 +2651,11 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
       // its operands.
       // TODO: Generalize this to non-constants by using known-bits information.
       Type *Ty = LHS->getType();
-      unsigned LZ = RHSC->getValue()->getValue().countLeadingZeros();
+      unsigned LZ = RHSC->getAPInt().countLeadingZeros();
       unsigned MaxShiftAmt = getTypeSizeInBits(Ty) - LZ - 1;
       // For non-power-of-two values, effectively round the value up to the
       // nearest power of two.
-      if (!RHSC->getValue()->getValue().isPowerOf2())
+      if (!RHSC->getAPInt().isPowerOf2())
         ++MaxShiftAmt;
       IntegerType *ExtTy =
         IntegerType::get(getContext(), getTypeSizeInBits(Ty) + MaxShiftAmt);
@@ -2650,18 +2663,17 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
         if (const SCEVConstant *Step =
             dyn_cast<SCEVConstant>(AR->getStepRecurrence(*this))) {
           // {X,+,N}/C --> {X/C,+,N/C} if safe and N/C can be folded.
-          const APInt &StepInt = Step->getValue()->getValue();
-          const APInt &DivInt = RHSC->getValue()->getValue();
+          const APInt &StepInt = Step->getAPInt();
+          const APInt &DivInt = RHSC->getAPInt();
           if (!StepInt.urem(DivInt) &&
               getZeroExtendExpr(AR, ExtTy) ==
               getAddRecExpr(getZeroExtendExpr(AR->getStart(), ExtTy),
                             getZeroExtendExpr(Step, ExtTy),
                             AR->getLoop(), SCEV::FlagAnyWrap)) {
             SmallVector<const SCEV *, 4> Operands;
-            for (unsigned i = 0, e = AR->getNumOperands(); i != e; ++i)
-              Operands.push_back(getUDivExpr(AR->getOperand(i), RHS));
-            return getAddRecExpr(Operands, AR->getLoop(),
-                                 SCEV::FlagNW);
+            for (const SCEV *Op : AR->operands())
+              Operands.push_back(getUDivExpr(Op, RHS));
+            return getAddRecExpr(Operands, AR->getLoop(), SCEV::FlagNW);
           }
           /// Get a canonical UDivExpr for a recurrence.
           /// {X,+,N}/C => {Y,+,N}/C where Y=X-(X%N). Safe when C%N=0.
@@ -2672,7 +2684,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
               getAddRecExpr(getZeroExtendExpr(AR->getStart(), ExtTy),
                             getZeroExtendExpr(Step, ExtTy),
                             AR->getLoop(), SCEV::FlagAnyWrap)) {
-            const APInt &StartInt = StartC->getValue()->getValue();
+            const APInt &StartInt = StartC->getAPInt();
             const APInt &StartRem = StartInt.urem(StepInt);
             if (StartRem != 0)
               LHS = getAddRecExpr(getConstant(StartInt - StartRem), Step,
@@ -2682,8 +2694,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
       // (A*B)/C --> A*(B/C) if safe and B/C can be folded.
       if (const SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(LHS)) {
         SmallVector<const SCEV *, 4> Operands;
-        for (unsigned i = 0, e = M->getNumOperands(); i != e; ++i)
-          Operands.push_back(getZeroExtendExpr(M->getOperand(i), ExtTy));
+        for (const SCEV *Op : M->operands())
+          Operands.push_back(getZeroExtendExpr(Op, ExtTy));
         if (getZeroExtendExpr(M, ExtTy) == getMulExpr(Operands))
           // Find an operand that's safely divisible.
           for (unsigned i = 0, e = M->getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -2700,8 +2712,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
       // (A+B)/C --> (A/C + B/C) if safe and A/C and B/C can be folded.
       if (const SCEVAddExpr *A = dyn_cast<SCEVAddExpr>(LHS)) {
         SmallVector<const SCEV *, 4> Operands;
-        for (unsigned i = 0, e = A->getNumOperands(); i != e; ++i)
-          Operands.push_back(getZeroExtendExpr(A->getOperand(i), ExtTy));
+        for (const SCEV *Op : A->operands())
+          Operands.push_back(getZeroExtendExpr(Op, ExtTy));
         if (getZeroExtendExpr(A, ExtTy) == getAddExpr(Operands)) {
           Operands.clear();
           for (unsigned i = 0, e = A->getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -2739,8 +2751,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
 }
 
 static const APInt gcd(const SCEVConstant *C1, const SCEVConstant *C2) {
-  APInt A = C1->getValue()->getValue().abs();
-  APInt B = C2->getValue()->getValue().abs();
+  APInt A = C1->getAPInt().abs();
+  APInt B = C2->getAPInt().abs();
   uint32_t ABW = A.getBitWidth();
   uint32_t BBW = B.getBitWidth();
 
@@ -2769,8 +2781,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExactExpr(const SCEV *LHS,
   if (const SCEVConstant *RHSCst = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
     // If the mulexpr multiplies by a constant, then that constant must be the
     // first element of the mulexpr.
-    if (const SCEVConstant *LHSCst =
-            dyn_cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0))) {
+    if (const auto *LHSCst = dyn_cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0))) {
       if (LHSCst == RHSCst) {
         SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
         Operands.append(Mul->op_begin() + 1, Mul->op_end());
@@ -2782,10 +2793,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExactExpr(const SCEV *LHS,
       // check.
       APInt Factor = gcd(LHSCst, RHSCst);
       if (!Factor.isIntN(1)) {
-        LHSCst = cast<SCEVConstant>(
-            getConstant(LHSCst->getValue()->getValue().udiv(Factor)));
-        RHSCst = cast<SCEVConstant>(
-            getConstant(RHSCst->getValue()->getValue().udiv(Factor)));
+        LHSCst =
+            cast<SCEVConstant>(getConstant(LHSCst->getAPInt().udiv(Factor)));
+        RHSCst =
+            cast<SCEVConstant>(getConstant(RHSCst->getAPInt().udiv(Factor)));
         SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
         Operands.push_back(LHSCst);
         Operands.append(Mul->op_begin() + 1, Mul->op_end());
@@ -2859,22 +2870,19 @@ ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
   // Canonicalize nested AddRecs in by nesting them in order of loop depth.
   if (const SCEVAddRecExpr *NestedAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Operands[0])) {
     const Loop *NestedLoop = NestedAR->getLoop();
-    if (L->contains(NestedLoop) ?
-        (L->getLoopDepth() < NestedLoop->getLoopDepth()) :
-        (!NestedLoop->contains(L) &&
-         DT->dominates(L->getHeader(), NestedLoop->getHeader()))) {
+    if (L->contains(NestedLoop)
+            ? (L->getLoopDepth() < NestedLoop->getLoopDepth())
+            : (!NestedLoop->contains(L) &&
+               DT.dominates(L->getHeader(), NestedLoop->getHeader()))) {
       SmallVector<const SCEV *, 4> NestedOperands(NestedAR->op_begin(),
                                                   NestedAR->op_end());
       Operands[0] = NestedAR->getStart();
       // AddRecs require their operands be loop-invariant with respect to their
       // loops. Don't perform this transformation if it would break this
       // requirement.
-      bool AllInvariant = true;
-      for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
-        if (!isLoopInvariant(Operands[i], L)) {
-          AllInvariant = false;
-          break;
-        }
+      bool AllInvariant = all_of(
+          Operands, [&](const SCEV *Op) { return isLoopInvariant(Op, L); });
+
       if (AllInvariant) {
         // Create a recurrence for the outer loop with the same step size.
         //
@@ -2884,12 +2892,10 @@ ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
           maskFlags(Flags, SCEV::FlagNW | NestedAR->getNoWrapFlags());
 
         NestedOperands[0] = getAddRecExpr(Operands, L, OuterFlags);
-        AllInvariant = true;
-        for (unsigned i = 0, e = NestedOperands.size(); i != e; ++i)
-          if (!isLoopInvariant(NestedOperands[i], NestedLoop)) {
-            AllInvariant = false;
-            break;
-          }
+        AllInvariant = all_of(NestedOperands, [&](const SCEV *Op) {
+          return isLoopInvariant(Op, NestedLoop);
+        });
+
         if (AllInvariant) {
           // Ok, both add recurrences are valid after the transformation.
           //
@@ -2940,7 +2946,7 @@ ScalarEvolution::getGEPExpr(Type *PointeeType, const SCEV *BaseExpr,
   // adds.
   SCEV::NoWrapFlags Wrap = InBounds ? SCEV::FlagNSW : SCEV::FlagAnyWrap;
 
-  const SCEV *TotalOffset = getConstant(IntPtrTy, 0);
+  const SCEV *TotalOffset = getZero(IntPtrTy);
   // The address space is unimportant. The first thing we do on CurTy is getting
   // its element type.
   Type *CurTy = PointerType::getUnqual(PointeeType);
@@ -2997,7 +3003,7 @@ ScalarEvolution::getSMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
 #endif
 
   // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
-  GroupByComplexity(Ops, LI);
+  GroupByComplexity(Ops, &LI);
 
   // If there are any constants, fold them together.
   unsigned Idx = 0;
@@ -3006,9 +3012,8 @@ ScalarEvolution::getSMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
     assert(Idx < Ops.size());
     while (const SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(getContext(),
-                              APIntOps::smax(LHSC->getValue()->getValue(),
-                                             RHSC->getValue()->getValue()));
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(
+          getContext(), APIntOps::smax(LHSC->getAPInt(), RHSC->getAPInt()));
       Ops[0] = getConstant(Fold);
       Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
       if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
@@ -3101,7 +3106,7 @@ ScalarEvolution::getUMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
 #endif
 
   // Sort by complexity, this groups all similar expression types together.
-  GroupByComplexity(Ops, LI);
+  GroupByComplexity(Ops, &LI);
 
   // If there are any constants, fold them together.
   unsigned Idx = 0;
@@ -3110,9 +3115,8 @@ ScalarEvolution::getUMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
     assert(Idx < Ops.size());
     while (const SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(Ops[Idx])) {
       // We found two constants, fold them together!
-      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(getContext(),
-                              APIntOps::umax(LHSC->getValue()->getValue(),
-                                             RHSC->getValue()->getValue()));
+      ConstantInt *Fold = ConstantInt::get(
+          getContext(), APIntOps::umax(LHSC->getAPInt(), RHSC->getAPInt()));
       Ops[0] = getConstant(Fold);
       Ops.erase(Ops.begin()+1);  // Erase the folded element
       if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
@@ -3201,8 +3205,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSizeOfExpr(Type *IntTy, Type *AllocTy) {
   // We can bypass creating a target-independent
   // constant expression and then folding it back into a ConstantInt.
   // This is just a compile-time optimization.
-  return getConstant(IntTy,
-                     F->getParent()->getDataLayout().getTypeAllocSize(AllocTy));
+  return getConstant(IntTy, getDataLayout().getTypeAllocSize(AllocTy));
 }
 
 const SCEV *ScalarEvolution::getOffsetOfExpr(Type *IntTy,
@@ -3212,9 +3215,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getOffsetOfExpr(Type *IntTy,
   // constant expression and then folding it back into a ConstantInt.
   // This is just a compile-time optimization.
   return getConstant(
-      IntTy,
-      F->getParent()->getDataLayout().getStructLayout(STy)->getElementOffset(
-          FieldNo));
+      IntTy, getDataLayout().getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo));
 }
 
 const SCEV *ScalarEvolution::getUnknown(Value *V) {
@@ -3256,7 +3257,7 @@ bool ScalarEvolution::isSCEVable(Type *Ty) const {
 /// for which isSCEVable must return true.
 uint64_t ScalarEvolution::getTypeSizeInBits(Type *Ty) const {
   assert(isSCEVable(Ty) && "Type is not SCEVable!");
-  return F->getParent()->getDataLayout().getTypeSizeInBits(Ty);
+  return getDataLayout().getTypeSizeInBits(Ty);
 }
 
 /// getEffectiveSCEVType - Return a type with the same bitwidth as
@@ -3266,20 +3267,20 @@ uint64_t ScalarEvolution::getTypeSizeInBits(Type *Ty) const {
 Type *ScalarEvolution::getEffectiveSCEVType(Type *Ty) const {
   assert(isSCEVable(Ty) && "Type is not SCEVable!");
 
-  if (Ty->isIntegerTy()) {
+  if (Ty->isIntegerTy())
     return Ty;
-  }
 
   // The only other support type is pointer.
   assert(Ty->isPointerTy() && "Unexpected non-pointer non-integer type!");
-  return F->getParent()->getDataLayout().getIntPtrType(Ty);
+  return getDataLayout().getIntPtrType(Ty);
 }
 
 const SCEV *ScalarEvolution::getCouldNotCompute() {
-  return &CouldNotCompute;
+  return CouldNotCompute.get();
 }
 
-namespace {
+
+bool ScalarEvolution::checkValidity(const SCEV *S) const {
   // Helper class working with SCEVTraversal to figure out if a SCEV contains
   // a SCEVUnknown with null value-pointer. FindInvalidSCEVUnknown::FindOne
   // is set iff if find such SCEVUnknown.
@@ -3301,9 +3302,7 @@ namespace {
     }
     bool isDone() const { return FindOne; }
   };
-}
 
-bool ScalarEvolution::checkValidity(const SCEV *S) const {
   FindInvalidSCEVUnknown F;
   SCEVTraversal<FindInvalidSCEVUnknown> ST(F);
   ST.visitAll(S);
@@ -3339,15 +3338,16 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getExistingSCEV(Value *V) {
 
 /// getNegativeSCEV - Return a SCEV corresponding to -V = -1*V
 ///
-const SCEV *ScalarEvolution::getNegativeSCEV(const SCEV *V) {
+const SCEV *ScalarEvolution::getNegativeSCEV(const SCEV *V,
+                                             SCEV::NoWrapFlags Flags) {
   if (const SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
     return getConstant(
                cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(VC->getValue())));
 
   Type *Ty = V->getType();
   Ty = getEffectiveSCEVType(Ty);
-  return getMulExpr(V,
-                  getConstant(cast<ConstantInt>(Constant::getAllOnesValue(Ty))));
+  return getMulExpr(
+      V, getConstant(cast<ConstantInt>(Constant::getAllOnesValue(Ty))), Flags);
 }
 
 /// getNotSCEV - Return a SCEV corresponding to ~V = -1-V
@@ -3366,15 +3366,40 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getNotSCEV(const SCEV *V) {
 /// getMinusSCEV - Return LHS-RHS.  Minus is represented in SCEV as A+B*-1.
 const SCEV *ScalarEvolution::getMinusSCEV(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
                                           SCEV::NoWrapFlags Flags) {
-  assert(!maskFlags(Flags, SCEV::FlagNUW) && "subtraction does not have NUW");
-
   // Fast path: X - X --> 0.
   if (LHS == RHS)
-    return getConstant(LHS->getType(), 0);
+    return getZero(LHS->getType());
+
+  // We represent LHS - RHS as LHS + (-1)*RHS. This transformation
+  // makes it so that we cannot make much use of NUW.
+  auto AddFlags = SCEV::FlagAnyWrap;
+  const bool RHSIsNotMinSigned =
+      !getSignedRange(RHS).getSignedMin().isMinSignedValue();
+  if (maskFlags(Flags, SCEV::FlagNSW) == SCEV::FlagNSW) {
+    // Let M be the minimum representable signed value. Then (-1)*RHS
+    // signed-wraps if and only if RHS is M. That can happen even for
+    // a NSW subtraction because e.g. (-1)*M signed-wraps even though
+    // -1 - M does not. So to transfer NSW from LHS - RHS to LHS +
+    // (-1)*RHS, we need to prove that RHS != M.
+    //
+    // If LHS is non-negative and we know that LHS - RHS does not
+    // signed-wrap, then RHS cannot be M. So we can rule out signed-wrap
+    // either by proving that RHS > M or that LHS >= 0.
+    if (RHSIsNotMinSigned || isKnownNonNegative(LHS)) {
+      AddFlags = SCEV::FlagNSW;
+    }
+  }
+
+  // FIXME: Find a correct way to transfer NSW to (-1)*M when LHS -
+  // RHS is NSW and LHS >= 0.
+  //
+  // The difficulty here is that the NSW flag may have been proven
+  // relative to a loop that is to be found in a recurrence in LHS and
+  // not in RHS. Applying NSW to (-1)*M may then let the NSW have a
+  // larger scope than intended.
+  auto NegFlags = RHSIsNotMinSigned ? SCEV::FlagNSW : SCEV::FlagAnyWrap;
 
-  // X - Y --> X + -Y.
-  // X -(nsw || nuw) Y --> X + -Y.
-  return getAddExpr(LHS, getNegativeSCEV(RHS));
+  return getAddExpr(LHS, getNegativeSCEV(RHS, NegFlags), AddFlags);
 }
 
 /// getTruncateOrZeroExtend - Return a SCEV corresponding to a conversion of the
@@ -3517,16 +3542,14 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getPointerBase(const SCEV *V) {
 
   if (const SCEVCastExpr *Cast = dyn_cast<SCEVCastExpr>(V)) {
     return getPointerBase(Cast->getOperand());
-  }
-  else if (const SCEVNAryExpr *NAry = dyn_cast<SCEVNAryExpr>(V)) {
+  } else if (const SCEVNAryExpr *NAry = dyn_cast<SCEVNAryExpr>(V)) {
     const SCEV *PtrOp = nullptr;
-    for (SCEVNAryExpr::op_iterator I = NAry->op_begin(), E = NAry->op_end();
-         I != E; ++I) {
-      if ((*I)->getType()->isPointerTy()) {
+    for (const SCEV *NAryOp : NAry->operands()) {
+      if (NAryOp->getType()->isPointerTy()) {
         // Cannot find the base of an expression with multiple pointer operands.
         if (PtrOp)
           return V;
-        PtrOp = *I;
+        PtrOp = NAryOp;
       }
     }
     if (!PtrOp)
@@ -3562,8 +3585,7 @@ ScalarEvolution::ForgetSymbolicName(Instruction *PN, const SCEV *SymName) {
     if (!Visited.insert(I).second)
       continue;
 
-    ValueExprMapType::iterator It =
-      ValueExprMap.find_as(static_cast<Value *>(I));
+    auto It = ValueExprMap.find_as(static_cast<Value *>(I));
     if (It != ValueExprMap.end()) {
       const SCEV *Old = It->second;
 
@@ -3591,217 +3613,528 @@ ScalarEvolution::ForgetSymbolicName(Instruction *PN, const SCEV *SymName) {
   }
 }
 
-/// createNodeForPHI - PHI nodes have two cases.  Either the PHI node exists in
-/// a loop header, making it a potential recurrence, or it doesn't.
-///
-const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
-  if (const Loop *L = LI->getLoopFor(PN->getParent()))
-    if (L->getHeader() == PN->getParent()) {
-      // The loop may have multiple entrances or multiple exits; we can analyze
-      // this phi as an addrec if it has a unique entry value and a unique
-      // backedge value.
-      Value *BEValueV = nullptr, *StartValueV = nullptr;
-      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-        Value *V = PN->getIncomingValue(i);
-        if (L->contains(PN->getIncomingBlock(i))) {
-          if (!BEValueV) {
-            BEValueV = V;
-          } else if (BEValueV != V) {
-            BEValueV = nullptr;
-            break;
-          }
-        } else if (!StartValueV) {
-          StartValueV = V;
-        } else if (StartValueV != V) {
-          StartValueV = nullptr;
-          break;
-        }
-      }
-      if (BEValueV && StartValueV) {
-        // While we are analyzing this PHI node, handle its value symbolically.
-        const SCEV *SymbolicName = getUnknown(PN);
-        assert(ValueExprMap.find_as(PN) == ValueExprMap.end() &&
-               "PHI node already processed?");
-        ValueExprMap.insert(std::make_pair(SCEVCallbackVH(PN, this), SymbolicName));
-
-        // Using this symbolic name for the PHI, analyze the value coming around
-        // the back-edge.
-        const SCEV *BEValue = getSCEV(BEValueV);
-
-        // NOTE: If BEValue is loop invariant, we know that the PHI node just
-        // has a special value for the first iteration of the loop.
-
-        // If the value coming around the backedge is an add with the symbolic
-        // value we just inserted, then we found a simple induction variable!
-        if (const SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(BEValue)) {
-          // If there is a single occurrence of the symbolic value, replace it
-          // with a recurrence.
-          unsigned FoundIndex = Add->getNumOperands();
-          for (unsigned i = 0, e = Add->getNumOperands(); i != e; ++i)
-            if (Add->getOperand(i) == SymbolicName)
-              if (FoundIndex == e) {
-                FoundIndex = i;
-                break;
-              }
+namespace {
+class SCEVInitRewriter : public SCEVRewriteVisitor<SCEVInitRewriter> {
+public:
+  static const SCEV *rewrite(const SCEV *Scev, const Loop *L,
+                             ScalarEvolution &SE) {
+    SCEVInitRewriter Rewriter(L, SE);
+    const SCEV *Result = Rewriter.visit(Scev);
+    return Rewriter.isValid() ? Result : SE.getCouldNotCompute();
+  }
 
-          if (FoundIndex != Add->getNumOperands()) {
-            // Create an add with everything but the specified operand.
-            SmallVector<const SCEV *, 8> Ops;
-            for (unsigned i = 0, e = Add->getNumOperands(); i != e; ++i)
-              if (i != FoundIndex)
-                Ops.push_back(Add->getOperand(i));
-            const SCEV *Accum = getAddExpr(Ops);
-
-            // This is not a valid addrec if the step amount is varying each
-            // loop iteration, but is not itself an addrec in this loop.
-            if (isLoopInvariant(Accum, L) ||
-                (isa<SCEVAddRecExpr>(Accum) &&
-                 cast<SCEVAddRecExpr>(Accum)->getLoop() == L)) {
-              SCEV::NoWrapFlags Flags = SCEV::FlagAnyWrap;
-
-              // If the increment doesn't overflow, then neither the addrec nor
-              // the post-increment will overflow.
-              if (const AddOperator *OBO = dyn_cast<AddOperator>(BEValueV)) {
-                if (OBO->getOperand(0) == PN) {
-                  if (OBO->hasNoUnsignedWrap())
-                    Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNUW);
-                  if (OBO->hasNoSignedWrap())
-                    Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNSW);
-                }
-              } else if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(BEValueV)) {
-                // If the increment is an inbounds GEP, then we know the address
-                // space cannot be wrapped around. We cannot make any guarantee
-                // about signed or unsigned overflow because pointers are
-                // unsigned but we may have a negative index from the base
-                // pointer. We can guarantee that no unsigned wrap occurs if the
-                // indices form a positive value.
-                if (GEP->isInBounds() && GEP->getOperand(0) == PN) {
-                  Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNW);
-
-                  const SCEV *Ptr = getSCEV(GEP->getPointerOperand());
-                  if (isKnownPositive(getMinusSCEV(getSCEV(GEP), Ptr)))
-                    Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNUW);
-                }
+  SCEVInitRewriter(const Loop *L, ScalarEvolution &SE)
+      : SCEVRewriteVisitor(SE), L(L), Valid(true) {}
 
-                // We cannot transfer nuw and nsw flags from subtraction
-                // operations -- sub nuw X, Y is not the same as add nuw X, -Y
-                // for instance.
-              }
+  const SCEV *visitUnknown(const SCEVUnknown *Expr) {
+    if (!(SE.getLoopDisposition(Expr, L) == ScalarEvolution::LoopInvariant))
+      Valid = false;
+    return Expr;
+  }
 
-              const SCEV *StartVal = getSCEV(StartValueV);
-              const SCEV *PHISCEV = getAddRecExpr(StartVal, Accum, L, Flags);
-
-              // Since the no-wrap flags are on the increment, they apply to the
-              // post-incremented value as well.
-              if (isLoopInvariant(Accum, L))
-                (void)getAddRecExpr(getAddExpr(StartVal, Accum),
-                                    Accum, L, Flags);
-
-              // Okay, for the entire analysis of this edge we assumed the PHI
-              // to be symbolic.  We now need to go back and purge all of the
-              // entries for the scalars that use the symbolic expression.
-              ForgetSymbolicName(PN, SymbolicName);
-              ValueExprMap[SCEVCallbackVH(PN, this)] = PHISCEV;
-              return PHISCEV;
-            }
+  const SCEV *visitAddRecExpr(const SCEVAddRecExpr *Expr) {
+    // Only allow AddRecExprs for this loop.
+    if (Expr->getLoop() == L)
+      return Expr->getStart();
+    Valid = false;
+    return Expr;
+  }
+
+  bool isValid() { return Valid; }
+
+private:
+  const Loop *L;
+  bool Valid;
+};
+
+class SCEVShiftRewriter : public SCEVRewriteVisitor<SCEVShiftRewriter> {
+public:
+  static const SCEV *rewrite(const SCEV *Scev, const Loop *L,
+                             ScalarEvolution &SE) {
+    SCEVShiftRewriter Rewriter(L, SE);
+    const SCEV *Result = Rewriter.visit(Scev);
+    return Rewriter.isValid() ? Result : SE.getCouldNotCompute();
+  }
+
+  SCEVShiftRewriter(const Loop *L, ScalarEvolution &SE)
+      : SCEVRewriteVisitor(SE), L(L), Valid(true) {}
+
+  const SCEV *visitUnknown(const SCEVUnknown *Expr) {
+    // Only allow AddRecExprs for this loop.
+    if (!(SE.getLoopDisposition(Expr, L) == ScalarEvolution::LoopInvariant))
+      Valid = false;
+    return Expr;
+  }
+
+  const SCEV *visitAddRecExpr(const SCEVAddRecExpr *Expr) {
+    if (Expr->getLoop() == L && Expr->isAffine())
+      return SE.getMinusSCEV(Expr, Expr->getStepRecurrence(SE));
+    Valid = false;
+    return Expr;
+  }
+  bool isValid() { return Valid; }
+
+private:
+  const Loop *L;
+  bool Valid;
+};
+} // end anonymous namespace
+
+const SCEV *ScalarEvolution::createAddRecFromPHI(PHINode *PN) {
+  const Loop *L = LI.getLoopFor(PN->getParent());
+  if (!L || L->getHeader() != PN->getParent())
+    return nullptr;
+
+  // The loop may have multiple entrances or multiple exits; we can analyze
+  // this phi as an addrec if it has a unique entry value and a unique
+  // backedge value.
+  Value *BEValueV = nullptr, *StartValueV = nullptr;
+  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+    Value *V = PN->getIncomingValue(i);
+    if (L->contains(PN->getIncomingBlock(i))) {
+      if (!BEValueV) {
+        BEValueV = V;
+      } else if (BEValueV != V) {
+        BEValueV = nullptr;
+        break;
+      }
+    } else if (!StartValueV) {
+      StartValueV = V;
+    } else if (StartValueV != V) {
+      StartValueV = nullptr;
+      break;
+    }
+  }
+  if (BEValueV && StartValueV) {
+    // While we are analyzing this PHI node, handle its value symbolically.
+    const SCEV *SymbolicName = getUnknown(PN);
+    assert(ValueExprMap.find_as(PN) == ValueExprMap.end() &&
+           "PHI node already processed?");
+    ValueExprMap.insert(std::make_pair(SCEVCallbackVH(PN, this), SymbolicName));
+
+    // Using this symbolic name for the PHI, analyze the value coming around
+    // the back-edge.
+    const SCEV *BEValue = getSCEV(BEValueV);
+
+    // NOTE: If BEValue is loop invariant, we know that the PHI node just
+    // has a special value for the first iteration of the loop.
+
+    // If the value coming around the backedge is an add with the symbolic
+    // value we just inserted, then we found a simple induction variable!
+    if (const SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(BEValue)) {
+      // If there is a single occurrence of the symbolic value, replace it
+      // with a recurrence.
+      unsigned FoundIndex = Add->getNumOperands();
+      for (unsigned i = 0, e = Add->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        if (Add->getOperand(i) == SymbolicName)
+          if (FoundIndex == e) {
+            FoundIndex = i;
+            break;
           }
-        } else if (const SCEVAddRecExpr *AddRec =
-                     dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(BEValue)) {
-          // Otherwise, this could be a loop like this:
-          //     i = 0;  for (j = 1; ..; ++j) { ....  i = j; }
-          // In this case, j = {1,+,1}  and BEValue is j.
-          // Because the other in-value of i (0) fits the evolution of BEValue
-          // i really is an addrec evolution.
-          if (AddRec->getLoop() == L && AddRec->isAffine()) {
-            const SCEV *StartVal = getSCEV(StartValueV);
-
-            // If StartVal = j.start - j.stride, we can use StartVal as the
-            // initial step of the addrec evolution.
-            if (StartVal == getMinusSCEV(AddRec->getOperand(0),
-                                         AddRec->getOperand(1))) {
-              // FIXME: For constant StartVal, we should be able to infer
-              // no-wrap flags.
-              const SCEV *PHISCEV =
-                getAddRecExpr(StartVal, AddRec->getOperand(1), L,
-                              SCEV::FlagAnyWrap);
-
-              // Okay, for the entire analysis of this edge we assumed the PHI
-              // to be symbolic.  We now need to go back and purge all of the
-              // entries for the scalars that use the symbolic expression.
-              ForgetSymbolicName(PN, SymbolicName);
-              ValueExprMap[SCEVCallbackVH(PN, this)] = PHISCEV;
-              return PHISCEV;
+
+      if (FoundIndex != Add->getNumOperands()) {
+        // Create an add with everything but the specified operand.
+        SmallVector<const SCEV *, 8> Ops;
+        for (unsigned i = 0, e = Add->getNumOperands(); i != e; ++i)
+          if (i != FoundIndex)
+            Ops.push_back(Add->getOperand(i));
+        const SCEV *Accum = getAddExpr(Ops);
+
+        // This is not a valid addrec if the step amount is varying each
+        // loop iteration, but is not itself an addrec in this loop.
+        if (isLoopInvariant(Accum, L) ||
+            (isa<SCEVAddRecExpr>(Accum) &&
+             cast<SCEVAddRecExpr>(Accum)->getLoop() == L)) {
+          SCEV::NoWrapFlags Flags = SCEV::FlagAnyWrap;
+
+          // If the increment doesn't overflow, then neither the addrec nor
+          // the post-increment will overflow.
+          if (const AddOperator *OBO = dyn_cast<AddOperator>(BEValueV)) {
+            if (OBO->getOperand(0) == PN) {
+              if (OBO->hasNoUnsignedWrap())
+                Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNUW);
+              if (OBO->hasNoSignedWrap())
+                Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNSW);
             }
+          } else if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(BEValueV)) {
+            // If the increment is an inbounds GEP, then we know the address
+            // space cannot be wrapped around. We cannot make any guarantee
+            // about signed or unsigned overflow because pointers are
+            // unsigned but we may have a negative index from the base
+            // pointer. We can guarantee that no unsigned wrap occurs if the
+            // indices form a positive value.
+            if (GEP->isInBounds() && GEP->getOperand(0) == PN) {
+              Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNW);
+
+              const SCEV *Ptr = getSCEV(GEP->getPointerOperand());
+              if (isKnownPositive(getMinusSCEV(getSCEV(GEP), Ptr)))
+                Flags = setFlags(Flags, SCEV::FlagNUW);
+            }
+
+            // We cannot transfer nuw and nsw flags from subtraction
+            // operations -- sub nuw X, Y is not the same as add nuw X, -Y
+            // for instance.
           }
+
+          const SCEV *StartVal = getSCEV(StartValueV);
+          const SCEV *PHISCEV = getAddRecExpr(StartVal, Accum, L, Flags);
+
+          // Since the no-wrap flags are on the increment, they apply to the
+          // post-incremented value as well.
+          if (isLoopInvariant(Accum, L))
+            (void)getAddRecExpr(getAddExpr(StartVal, Accum), Accum, L, Flags);
+
+          // Okay, for the entire analysis of this edge we assumed the PHI
+          // to be symbolic.  We now need to go back and purge all of the
+          // entries for the scalars that use the symbolic expression.
+          ForgetSymbolicName(PN, SymbolicName);
+          ValueExprMap[SCEVCallbackVH(PN, this)] = PHISCEV;
+          return PHISCEV;
+        }
+      }
+    } else {
+      // Otherwise, this could be a loop like this:
+      //     i = 0;  for (j = 1; ..; ++j) { ....  i = j; }
+      // In this case, j = {1,+,1}  and BEValue is j.
+      // Because the other in-value of i (0) fits the evolution of BEValue
+      // i really is an addrec evolution.
+      //
+      // We can generalize this saying that i is the shifted value of BEValue
+      // by one iteration:
+      //   PHI(f(0), f({1,+,1})) --> f({0,+,1})
+      const SCEV *Shifted = SCEVShiftRewriter::rewrite(BEValue, L, *this);
+      const SCEV *Start = SCEVInitRewriter::rewrite(Shifted, L, *this);
+      if (Shifted != getCouldNotCompute() &&
+          Start != getCouldNotCompute()) {
+        const SCEV *StartVal = getSCEV(StartValueV);
+        if (Start == StartVal) {
+          // Okay, for the entire analysis of this edge we assumed the PHI
+          // to be symbolic.  We now need to go back and purge all of the
+          // entries for the scalars that use the symbolic expression.
+          ForgetSymbolicName(PN, SymbolicName);
+          ValueExprMap[SCEVCallbackVH(PN, this)] = Shifted;
+          return Shifted;
         }
       }
     }
+  }
 
-  // If the PHI has a single incoming value, follow that value, unless the
-  // PHI's incoming blocks are in a different loop, in which case doing so
-  // risks breaking LCSSA form. Instcombine would normally zap these, but
-  // it doesn't have DominatorTree information, so it may miss cases.
-  if (Value *V =
-          SimplifyInstruction(PN, F->getParent()->getDataLayout(), TLI, DT, AC))
-    if (LI->replacementPreservesLCSSAForm(PN, V))
-      return getSCEV(V);
-
-  // If it's not a loop phi, we can't handle it yet.
-  return getUnknown(PN);
+  return nullptr;
 }
 
-/// createNodeForGEP - Expand GEP instructions into add and multiply
-/// operations. This allows them to be analyzed by regular SCEV code.
-///
-const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForGEP(GEPOperator *GEP) {
-  Value *Base = GEP->getOperand(0);
-  // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
-  if (!Base->getType()->getPointerElementType()->isSized())
-    return getUnknown(GEP);
+// Checks if the SCEV S is available at BB.  S is considered available at BB
+// if S can be materialized at BB without introducing a fault.
+static bool IsAvailableOnEntry(const Loop *L, DominatorTree &DT, const SCEV *S,
+                               BasicBlock *BB) {
+  struct CheckAvailable {
+    bool TraversalDone = false;
+    bool Available = true;
 
-  SmallVector<const SCEV *, 4> IndexExprs;
-  for (auto Index = GEP->idx_begin(); Index != GEP->idx_end(); ++Index)
-    IndexExprs.push_back(getSCEV(*Index));
-  return getGEPExpr(GEP->getSourceElementType(), getSCEV(Base), IndexExprs,
-                    GEP->isInBounds());
-}
+    const Loop *L = nullptr;  // The loop BB is in (can be nullptr)
+    BasicBlock *BB = nullptr;
+    DominatorTree &DT;
 
-/// 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.
-uint32_t
-ScalarEvolution::GetMinTrailingZeros(const SCEV *S) {
-  if (const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S))
-    return C->getValue()->getValue().countTrailingZeros();
+    CheckAvailable(const Loop *L, BasicBlock *BB, DominatorTree &DT)
+      : L(L), BB(BB), DT(DT) {}
 
-  if (const SCEVTruncateExpr *T = dyn_cast<SCEVTruncateExpr>(S))
-    return std::min(GetMinTrailingZeros(T->getOperand()),
-                    (uint32_t)getTypeSizeInBits(T->getType()));
+    bool setUnavailable() {
+      TraversalDone = true;
+      Available = false;
+      return false;
+    }
 
-  if (const SCEVZeroExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVZeroExtendExpr>(S)) {
-    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand());
-    return OpRes == getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) ?
-             getTypeSizeInBits(E->getType()) : OpRes;
-  }
+    bool follow(const SCEV *S) {
+      switch (S->getSCEVType()) {
+      case scConstant: case scTruncate: case scZeroExtend: case scSignExtend:
+      case scAddExpr: case scMulExpr: case scUMaxExpr: case scSMaxExpr:
+        // These expressions are available if their operand(s) is/are.
+        return true;
 
-  if (const SCEVSignExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVSignExtendExpr>(S)) {
-    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand());
-    return OpRes == getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) ?
-             getTypeSizeInBits(E->getType()) : OpRes;
-  }
+      case scAddRecExpr: {
+        // We allow add recurrences that are on the loop BB is in, or some
+        // outer loop.  This guarantees availability because the value of the
+        // add recurrence at BB is simply the "current" value of the induction
+        // variable.  We can relax this in the future; for instance an add
+        // recurrence on a sibling dominating loop is also available at BB.
+        const auto *ARLoop = cast<SCEVAddRecExpr>(S)->getLoop();
+        if (L && (ARLoop == L || ARLoop->contains(L)))
+          return true;
+
+        return setUnavailable();
+      }
 
-  if (const SCEVAddExpr *A = dyn_cast<SCEVAddExpr>(S)) {
-    // 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;
-  }
+      case scUnknown: {
+        // For SCEVUnknown, we check for simple dominance.
+        const auto *SU = cast<SCEVUnknown>(S);
+        Value *V = SU->getValue();
 
-  if (const SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(S)) {
-    // The result is the sum of all operands results.
-    uint32_t SumOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0));
+        if (isa<Argument>(V))
+          return false;
+
+        if (isa<Instruction>(V) && DT.dominates(cast<Instruction>(V), BB))
+          return false;
+
+        return setUnavailable();
+      }
+
+      case scUDivExpr:
+      case scCouldNotCompute:
+        // We do not try to smart about these at all.
+        return setUnavailable();
+      }
+      llvm_unreachable("switch should be fully covered!");
+    }
+
+    bool isDone() { return TraversalDone; }
+  };
+
+  CheckAvailable CA(L, BB, DT);
+  SCEVTraversal<CheckAvailable> ST(CA);
+
+  ST.visitAll(S);
+  return CA.Available;
+}
+
+// Try to match a control flow sequence that branches out at BI and merges back
+// at Merge into a "C ? LHS : RHS" select pattern.  Return true on a successful
+// match.
+static bool BrPHIToSelect(DominatorTree &DT, BranchInst *BI, PHINode *Merge,
+                          Value *&C, Value *&LHS, Value *&RHS) {
+  C = BI->getCondition();
+
+  BasicBlockEdge LeftEdge(BI->getParent(), BI->getSuccessor(0));
+  BasicBlockEdge RightEdge(BI->getParent(), BI->getSuccessor(1));
+
+  if (!LeftEdge.isSingleEdge())
+    return false;
+
+  assert(RightEdge.isSingleEdge() && "Follows from LeftEdge.isSingleEdge()");
+
+  Use &LeftUse = Merge->getOperandUse(0);
+  Use &RightUse = Merge->getOperandUse(1);
+
+  if (DT.dominates(LeftEdge, LeftUse) && DT.dominates(RightEdge, RightUse)) {
+    LHS = LeftUse;
+    RHS = RightUse;
+    return true;
+  }
+
+  if (DT.dominates(LeftEdge, RightUse) && DT.dominates(RightEdge, LeftUse)) {
+    LHS = RightUse;
+    RHS = LeftUse;
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+const SCEV *ScalarEvolution::createNodeFromSelectLikePHI(PHINode *PN) {
+  if (PN->getNumIncomingValues() == 2) {
+    const Loop *L = LI.getLoopFor(PN->getParent());
+
+    // We don't want to break LCSSA, even in a SCEV expression tree.
+    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+      if (LI.getLoopFor(PN->getIncomingBlock(i)) != L)
+        return nullptr;
+
+    // Try to match
+    //
+    //  br %cond, label %left, label %right
+    // left:
+    //  br label %merge
+    // right:
+    //  br label %merge
+    // merge:
+    //  V = phi [ %x, %left ], [ %y, %right ]
+    //
+    // as "select %cond, %x, %y"
+
+    BasicBlock *IDom = DT[PN->getParent()]->getIDom()->getBlock();
+    assert(IDom && "At least the entry block should dominate PN");
+
+    auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(IDom->getTerminator());
+    Value *Cond = nullptr, *LHS = nullptr, *RHS = nullptr;
+
+    if (BI && BI->isConditional() &&
+        BrPHIToSelect(DT, BI, PN, Cond, LHS, RHS) &&
+        IsAvailableOnEntry(L, DT, getSCEV(LHS), PN->getParent()) &&
+        IsAvailableOnEntry(L, DT, getSCEV(RHS), PN->getParent()))
+      return createNodeForSelectOrPHI(PN, Cond, LHS, RHS);
+  }
+
+  return nullptr;
+}
+
+const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
+  if (const SCEV *S = createAddRecFromPHI(PN))
+    return S;
+
+  if (const SCEV *S = createNodeFromSelectLikePHI(PN))
+    return S;
+
+  // If the PHI has a single incoming value, follow that value, unless the
+  // PHI's incoming blocks are in a different loop, in which case doing so
+  // risks breaking LCSSA form. Instcombine would normally zap these, but
+  // it doesn't have DominatorTree information, so it may miss cases.
+  if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, getDataLayout(), &TLI, &DT, &AC))
+    if (LI.replacementPreservesLCSSAForm(PN, V))
+      return getSCEV(V);
+
+  // If it's not a loop phi, we can't handle it yet.
+  return getUnknown(PN);
+}
+
+const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForSelectOrPHI(Instruction *I,
+                                                      Value *Cond,
+                                                      Value *TrueVal,
+                                                      Value *FalseVal) {
+  // Handle "constant" branch or select. This can occur for instance when a
+  // loop pass transforms an inner loop and moves on to process the outer loop.
+  if (auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
+    return getSCEV(CI->isOne() ? TrueVal : FalseVal);
+
+  // Try to match some simple smax or umax patterns.
+  auto *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Cond);
+  if (!ICI)
+    return getUnknown(I);
+
+  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:
+    // a >s b ? a+x : b+x  ->  smax(a, b)+x
+    // a >s b ? b+x : a+x  ->  smin(a, b)+x
+    if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <= getTypeSizeInBits(I->getType())) {
+      const SCEV *LS = getNoopOrSignExtend(getSCEV(LHS), I->getType());
+      const SCEV *RS = getNoopOrSignExtend(getSCEV(RHS), I->getType());
+      const SCEV *LA = getSCEV(TrueVal);
+      const SCEV *RA = getSCEV(FalseVal);
+      const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, LS);
+      const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, RS);
+      if (LDiff == RDiff)
+        return getAddExpr(getSMaxExpr(LS, RS), LDiff);
+      LDiff = getMinusSCEV(LA, RS);
+      RDiff = getMinusSCEV(RA, LS);
+      if (LDiff == RDiff)
+        return getAddExpr(getSMinExpr(LS, RS), LDiff);
+    }
+    break;
+  case ICmpInst::ICMP_ULT:
+  case ICmpInst::ICMP_ULE:
+    std::swap(LHS, RHS);
+  // fall through
+  case ICmpInst::ICMP_UGT:
+  case ICmpInst::ICMP_UGE:
+    // a >u b ? a+x : b+x  ->  umax(a, b)+x
+    // a >u b ? b+x : a+x  ->  umin(a, b)+x
+    if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <= getTypeSizeInBits(I->getType())) {
+      const SCEV *LS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(LHS), I->getType());
+      const SCEV *RS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(RHS), I->getType());
+      const SCEV *LA = getSCEV(TrueVal);
+      const SCEV *RA = getSCEV(FalseVal);
+      const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, LS);
+      const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, RS);
+      if (LDiff == RDiff)
+        return getAddExpr(getUMaxExpr(LS, RS), LDiff);
+      LDiff = getMinusSCEV(LA, RS);
+      RDiff = getMinusSCEV(RA, LS);
+      if (LDiff == RDiff)
+        return getAddExpr(getUMinExpr(LS, RS), LDiff);
+    }
+    break;
+  case ICmpInst::ICMP_NE:
+    // n != 0 ? n+x : 1+x  ->  umax(n, 1)+x
+    if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <= getTypeSizeInBits(I->getType()) &&
+        isa<ConstantInt>(RHS) && cast<ConstantInt>(RHS)->isZero()) {
+      const SCEV *One = getOne(I->getType());
+      const SCEV *LS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(LHS), I->getType());
+      const SCEV *LA = getSCEV(TrueVal);
+      const SCEV *RA = getSCEV(FalseVal);
+      const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, LS);
+      const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, One);
+      if (LDiff == RDiff)
+        return getAddExpr(getUMaxExpr(One, LS), LDiff);
+    }
+    break;
+  case ICmpInst::ICMP_EQ:
+    // n == 0 ? 1+x : n+x  ->  umax(n, 1)+x
+    if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <= getTypeSizeInBits(I->getType()) &&
+        isa<ConstantInt>(RHS) && cast<ConstantInt>(RHS)->isZero()) {
+      const SCEV *One = getOne(I->getType());
+      const SCEV *LS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(LHS), I->getType());
+      const SCEV *LA = getSCEV(TrueVal);
+      const SCEV *RA = getSCEV(FalseVal);
+      const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, One);
+      const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, LS);
+      if (LDiff == RDiff)
+        return getAddExpr(getUMaxExpr(One, LS), LDiff);
+    }
+    break;
+  default:
+    break;
+  }
+
+  return getUnknown(I);
+}
+
+/// createNodeForGEP - Expand GEP instructions into add and multiply
+/// operations. This allows them to be analyzed by regular SCEV code.
+///
+const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForGEP(GEPOperator *GEP) {
+  Value *Base = GEP->getOperand(0);
+  // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
+  if (!Base->getType()->getPointerElementType()->isSized())
+    return getUnknown(GEP);
+
+  SmallVector<const SCEV *, 4> IndexExprs;
+  for (auto Index = GEP->idx_begin(); Index != GEP->idx_end(); ++Index)
+    IndexExprs.push_back(getSCEV(*Index));
+  return getGEPExpr(GEP->getSourceElementType(), getSCEV(Base), IndexExprs,
+                    GEP->isInBounds());
+}
+
+/// 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.
+uint32_t
+ScalarEvolution::GetMinTrailingZeros(const SCEV *S) {
+  if (const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S))
+    return C->getAPInt().countTrailingZeros();
+
+  if (const SCEVTruncateExpr *T = dyn_cast<SCEVTruncateExpr>(S))
+    return std::min(GetMinTrailingZeros(T->getOperand()),
+                    (uint32_t)getTypeSizeInBits(T->getType()));
+
+  if (const SCEVZeroExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVZeroExtendExpr>(S)) {
+    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand());
+    return OpRes == getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) ?
+             getTypeSizeInBits(E->getType()) : OpRes;
+  }
+
+  if (const SCEVSignExtendExpr *E = dyn_cast<SCEVSignExtendExpr>(S)) {
+    uint32_t OpRes = GetMinTrailingZeros(E->getOperand());
+    return OpRes == getTypeSizeInBits(E->getOperand()->getType()) ?
+             getTypeSizeInBits(E->getType()) : OpRes;
+  }
+
+  if (const SCEVAddExpr *A = dyn_cast<SCEVAddExpr>(S)) {
+    // 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 (const SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(S)) {
+    // The result is the sum of all operands results.
+    uint32_t SumOpRes = GetMinTrailingZeros(M->getOperand(0));
     uint32_t BitWidth = getTypeSizeInBits(M->getType());
     for (unsigned i = 1, e = M->getNumOperands();
          SumOpRes != BitWidth && i != e; ++i)
@@ -3838,8 +4171,8 @@ ScalarEvolution::GetMinTrailingZeros(const SCEV *S) {
     // For a SCEVUnknown, ask ValueTracking.
     unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(U->getType());
     APInt Zeros(BitWidth, 0), Ones(BitWidth, 0);
-    computeKnownBits(U->getValue(), Zeros, Ones,
-                     F->getParent()->getDataLayout(), 0, AC, nullptr, DT);
+    computeKnownBits(U->getValue(), Zeros, Ones, getDataLayout(), 0, &AC,
+                     nullptr, &DT);
     return Zeros.countTrailingOnes();
   }
 
@@ -3850,26 +4183,9 @@ ScalarEvolution::GetMinTrailingZeros(const SCEV *S) {
 /// GetRangeFromMetadata - Helper method to assign a range to V from
 /// metadata present in the IR.
 static Optional<ConstantRange> GetRangeFromMetadata(Value *V) {
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-    if (MDNode *MD = I->getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
-      ConstantRange TotalRange(
-          cast<IntegerType>(I->getType())->getBitWidth(), false);
-
-      unsigned NumRanges = MD->getNumOperands() / 2;
-      assert(NumRanges >= 1);
-
-      for (unsigned i = 0; i < NumRanges; ++i) {
-        ConstantInt *Lower =
-            mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(2 * i + 0));
-        ConstantInt *Upper =
-            mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(2 * i + 1));
-        ConstantRange Range(Lower->getValue(), Upper->getValue());
-        TotalRange = TotalRange.unionWith(Range);
-      }
-
-      return TotalRange;
-    }
-  }
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    if (MDNode *MD = I->getMetadata(LLVMContext::MD_range))
+      return getConstantRangeFromMetadata(*MD);
 
   return None;
 }
@@ -3891,7 +4207,7 @@ ScalarEvolution::getRange(const SCEV *S,
     return I->second;
 
   if (const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S))
-    return setRange(C, SignHint, ConstantRange(C->getValue()->getValue()));
+    return setRange(C, SignHint, ConstantRange(C->getAPInt()));
 
   unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(S->getType());
   ConstantRange ConservativeResult(BitWidth, /*isFullSet=*/true);
@@ -3969,9 +4285,8 @@ ScalarEvolution::getRange(const SCEV *S,
     if (AddRec->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNUW))
       if (const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(AddRec->getStart()))
         if (!C->getValue()->isZero())
-          ConservativeResult =
-            ConservativeResult.intersectWith(
-              ConstantRange(C->getValue()->getValue(), APInt(BitWidth, 0)));
+          ConservativeResult = ConservativeResult.intersectWith(
+              ConstantRange(C->getAPInt(), APInt(BitWidth, 0)));
 
     // If there's no signed wrap, and all the operands have the same sign or
     // zero, the value won't ever change sign.
@@ -4069,18 +4384,18 @@ ScalarEvolution::getRange(const SCEV *S,
     // Split here to avoid paying the compile-time cost of calling both
     // computeKnownBits and ComputeNumSignBits.  This restriction can be lifted
     // if needed.
-    const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+    const DataLayout &DL = getDataLayout();
     if (SignHint == ScalarEvolution::HINT_RANGE_UNSIGNED) {
       // For a SCEVUnknown, ask ValueTracking.
       APInt Zeros(BitWidth, 0), Ones(BitWidth, 0);
-      computeKnownBits(U->getValue(), Zeros, Ones, DL, 0, AC, nullptr, DT);
+      computeKnownBits(U->getValue(), Zeros, Ones, DL, 0, &AC, nullptr, &DT);
       if (Ones != ~Zeros + 1)
         ConservativeResult =
             ConservativeResult.intersectWith(ConstantRange(Ones, ~Zeros + 1));
     } else {
       assert(SignHint == ScalarEvolution::HINT_RANGE_SIGNED &&
              "generalize as needed!");
-      unsigned NS = ComputeNumSignBits(U->getValue(), DL, 0, AC, nullptr, DT);
+      unsigned NS = ComputeNumSignBits(U->getValue(), DL, 0, &AC, nullptr, &DT);
       if (NS > 1)
         ConservativeResult = ConservativeResult.intersectWith(
             ConstantRange(APInt::getSignedMinValue(BitWidth).ashr(NS - 1),
@@ -4094,6 +4409,7 @@ ScalarEvolution::getRange(const SCEV *S,
 }
 
 SCEV::NoWrapFlags ScalarEvolution::getNoWrapFlagsFromUB(const Value *V) {
+  if (isa<ConstantExpr>(V)) return SCEV::FlagAnyWrap;
   const BinaryOperator *BinOp = cast<BinaryOperator>(V);
 
   // Return early if there are no flags to propagate to the SCEV.
@@ -4112,7 +4428,7 @@ SCEV::NoWrapFlags ScalarEvolution::getNoWrapFlagsFromUB(const Value *V) {
   // recurrence, but getting that requires computing the SCEV of the operands,
   // which can be expensive. This check we can do cheaply to rule out some
   // cases early.
-  Loop *innermostContainingLoop = LI->getLoopFor(BinOp->getParent());
+  Loop *innermostContainingLoop = LI.getLoopFor(BinOp->getParent());
   if (innermostContainingLoop == nullptr ||
       innermostContainingLoop->getHeader() != BinOp->getParent())
     return SCEV::FlagAnyWrap;
@@ -4163,14 +4479,14 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
     // reachable. Such instructions don't matter, and they aren't required
     // to obey basic rules for definitions dominating uses which this
     // analysis depends on.
-    if (!DT->isReachableFromEntry(I->getParent()))
+    if (!DT.isReachableFromEntry(I->getParent()))
       return getUnknown(V);
   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
     Opcode = CE->getOpcode();
   else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
     return getConstant(CI);
   else if (isa<ConstantPointerNull>(V))
-    return getConstant(V->getType(), 0);
+    return getZero(V->getType());
   else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V))
     return GA->mayBeOverridden() ? getUnknown(V) : getSCEV(GA->getAliasee());
   else
@@ -4185,9 +4501,6 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
     // because it leads to N-1 getAddExpr calls for N ultimate operands.
     // Instead, gather up all the operands and make a single getAddExpr call.
     // LLVM IR canonical form means we need only traverse the left operands.
-    //
-    // FIXME: Expand this handling of NSW and NUW to other instructions, like
-    // sub and mul.
     SmallVector<const SCEV *, 4> AddOps;
     for (Value *Op = U;; Op = U->getOperand(0)) {
       U = dyn_cast<Operator>(Op);
@@ -4198,7 +4511,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
         break;
       }
 
-      if (auto *OpSCEV = getExistingSCEV(Op)) {
+      if (auto *OpSCEV = getExistingSCEV(U)) {
         AddOps.push_back(OpSCEV);
         break;
       }
@@ -4210,45 +4523,57 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
       // since the flags are only known to apply to this particular
       // addition - they may not apply to other additions that can be
       // formed with operands from AddOps.
-      //
-      // FIXME: Expand this to sub instructions.
-      if (Opcode == Instruction::Add && isa<BinaryOperator>(U)) {
-        SCEV::NoWrapFlags Flags = getNoWrapFlagsFromUB(U);
-        if (Flags != SCEV::FlagAnyWrap) {
-          AddOps.push_back(getAddExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
-                                      getSCEV(U->getOperand(1)), Flags));
-          break;
-        }
+      const SCEV *RHS = getSCEV(U->getOperand(1));
+      SCEV::NoWrapFlags Flags = getNoWrapFlagsFromUB(U);
+      if (Flags != SCEV::FlagAnyWrap) {
+        const SCEV *LHS = getSCEV(U->getOperand(0));
+        if (Opcode == Instruction::Sub)
+          AddOps.push_back(getMinusSCEV(LHS, RHS, Flags));
+        else
+          AddOps.push_back(getAddExpr(LHS, RHS, Flags));
+        break;
       }
 
-      const SCEV *Op1 = getSCEV(U->getOperand(1));
       if (Opcode == Instruction::Sub)
-        AddOps.push_back(getNegativeSCEV(Op1));
+        AddOps.push_back(getNegativeSCEV(RHS));
       else
-        AddOps.push_back(Op1);
+        AddOps.push_back(RHS);
     }
     return getAddExpr(AddOps);
   }
 
   case Instruction::Mul: {
-    // FIXME: Transfer NSW/NUW as in AddExpr.
     SmallVector<const SCEV *, 4> MulOps;
-    MulOps.push_back(getSCEV(U->getOperand(1)));
-    for (Value *Op = U->getOperand(0);
-         Op->getValueID() == Instruction::Mul + Value::InstructionVal;
-         Op = U->getOperand(0)) {
-      U = cast<Operator>(Op);
+    for (Value *Op = U;; Op = U->getOperand(0)) {
+      U = dyn_cast<Operator>(Op);
+      if (!U || U->getOpcode() != Instruction::Mul) {
+        assert(Op != V && "V should be a mul");
+        MulOps.push_back(getSCEV(Op));
+        break;
+      }
+
+      if (auto *OpSCEV = getExistingSCEV(U)) {
+        MulOps.push_back(OpSCEV);
+        break;
+      }
+
+      SCEV::NoWrapFlags Flags = getNoWrapFlagsFromUB(U);
+      if (Flags != SCEV::FlagAnyWrap) {
+        MulOps.push_back(getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
+                                    getSCEV(U->getOperand(1)), Flags));
+        break;
+      }
+
       MulOps.push_back(getSCEV(U->getOperand(1)));
     }
-    MulOps.push_back(getSCEV(U->getOperand(0)));
     return getMulExpr(MulOps);
   }
   case Instruction::UDiv:
     return getUDivExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
                        getSCEV(U->getOperand(1)));
   case Instruction::Sub:
-    return getMinusSCEV(getSCEV(U->getOperand(0)),
-                        getSCEV(U->getOperand(1)));
+    return getMinusSCEV(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(U->getOperand(1)),
+                        getNoWrapFlagsFromUB(U));
   case Instruction::And:
     // For an expression like x&255 that merely masks off the high bits,
     // use zext(trunc(x)) as the SCEV expression.
@@ -4267,8 +4592,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
       unsigned TZ = A.countTrailingZeros();
       unsigned BitWidth = A.getBitWidth();
       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
-      computeKnownBits(U->getOperand(0), KnownZero, KnownOne,
-                       F->getParent()->getDataLayout(), 0, AC, nullptr, DT);
+      computeKnownBits(U->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, getDataLayout(),
+                       0, &AC, nullptr, &DT);
 
       APInt EffectiveMask =
           APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - LZ - TZ).shl(TZ);
@@ -4368,9 +4693,18 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
       if (SA->getValue().uge(BitWidth))
         break;
 
+      // It is currently not resolved how to interpret NSW for left
+      // shift by BitWidth - 1, so we avoid applying flags in that
+      // case. Remove this check (or this comment) once the situation
+      // is resolved. See
+      // http://lists.llvm.org/pipermail/llvm-dev/2015-April/084195.html
+      // and http://reviews.llvm.org/D8890 .
+      auto Flags = SCEV::FlagAnyWrap;
+      if (SA->getValue().ult(BitWidth - 1)) Flags = getNoWrapFlagsFromUB(U);
+
       Constant *X = ConstantInt::get(getContext(),
         APInt::getOneBitSet(BitWidth, SA->getZExtValue()));
-      return getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(X));
+      return getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), getSCEV(X), Flags);
     }
     break;
 
@@ -4445,94 +4779,13 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
     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:
-        // a >s b ? a+x : b+x  ->  smax(a, b)+x
-        // a >s b ? b+x : a+x  ->  smin(a, b)+x
-        if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <=
-            getTypeSizeInBits(U->getType())) {
-          const SCEV *LS = getNoopOrSignExtend(getSCEV(LHS), U->getType());
-          const SCEV *RS = getNoopOrSignExtend(getSCEV(RHS), U->getType());
-          const SCEV *LA = getSCEV(U->getOperand(1));
-          const SCEV *RA = getSCEV(U->getOperand(2));
-          const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, LS);
-          const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, RS);
-          if (LDiff == RDiff)
-            return getAddExpr(getSMaxExpr(LS, RS), LDiff);
-          LDiff = getMinusSCEV(LA, RS);
-          RDiff = getMinusSCEV(RA, LS);
-          if (LDiff == RDiff)
-            return getAddExpr(getSMinExpr(LS, RS), LDiff);
-        }
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_ULT:
-      case ICmpInst::ICMP_ULE:
-        std::swap(LHS, RHS);
-        // fall through
-      case ICmpInst::ICMP_UGT:
-      case ICmpInst::ICMP_UGE:
-        // a >u b ? a+x : b+x  ->  umax(a, b)+x
-        // a >u b ? b+x : a+x  ->  umin(a, b)+x
-        if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <=
-            getTypeSizeInBits(U->getType())) {
-          const SCEV *LS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(LHS), U->getType());
-          const SCEV *RS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(RHS), U->getType());
-          const SCEV *LA = getSCEV(U->getOperand(1));
-          const SCEV *RA = getSCEV(U->getOperand(2));
-          const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, LS);
-          const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, RS);
-          if (LDiff == RDiff)
-            return getAddExpr(getUMaxExpr(LS, RS), LDiff);
-          LDiff = getMinusSCEV(LA, RS);
-          RDiff = getMinusSCEV(RA, LS);
-          if (LDiff == RDiff)
-            return getAddExpr(getUMinExpr(LS, RS), LDiff);
-        }
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_NE:
-        // n != 0 ? n+x : 1+x  ->  umax(n, 1)+x
-        if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <=
-                getTypeSizeInBits(U->getType()) &&
-            isa<ConstantInt>(RHS) && cast<ConstantInt>(RHS)->isZero()) {
-          const SCEV *One = getConstant(U->getType(), 1);
-          const SCEV *LS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(LHS), U->getType());
-          const SCEV *LA = getSCEV(U->getOperand(1));
-          const SCEV *RA = getSCEV(U->getOperand(2));
-          const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, LS);
-          const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, One);
-          if (LDiff == RDiff)
-            return getAddExpr(getUMaxExpr(One, LS), LDiff);
-        }
-        break;
-      case ICmpInst::ICMP_EQ:
-        // n == 0 ? 1+x : n+x  ->  umax(n, 1)+x
-        if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <=
-                getTypeSizeInBits(U->getType()) &&
-            isa<ConstantInt>(RHS) && cast<ConstantInt>(RHS)->isZero()) {
-          const SCEV *One = getConstant(U->getType(), 1);
-          const SCEV *LS = getNoopOrZeroExtend(getSCEV(LHS), U->getType());
-          const SCEV *LA = getSCEV(U->getOperand(1));
-          const SCEV *RA = getSCEV(U->getOperand(2));
-          const SCEV *LDiff = getMinusSCEV(LA, One);
-          const SCEV *RDiff = getMinusSCEV(RA, LS);
-          if (LDiff == RDiff)
-            return getAddExpr(getUMaxExpr(One, LS), LDiff);
-        }
-        break;
-      default:
-        break;
-      }
-    }
+    // U can also be a select constant expr, which let fall through.  Since
+    // createNodeForSelect only works for a condition that is an `ICmpInst`, and
+    // constant expressions cannot have instructions as operands, we'd have
+    // returned getUnknown for a select constant expressions anyway.
+    if (isa<Instruction>(U))
+      return createNodeForSelectOrPHI(cast<Instruction>(U), U->getOperand(0),
+                                      U->getOperand(1), U->getOperand(2));
 
   default: // We cannot analyze this expression.
     break;
@@ -4616,8 +4869,7 @@ ScalarEvolution::getSmallConstantTripMultiple(Loop *L,
     return 1;
 
   // Get the trip count from the BE count by adding 1.
-  const SCEV *TCMul = getAddExpr(ExitCount,
-                                 getConstant(ExitCount->getType(), 1));
+  const SCEV *TCMul = getAddExpr(ExitCount, getOne(ExitCount->getType()));
   // FIXME: SCEV distributes multiplication as V1*C1 + V2*C1. We could attempt
   // to factor simple cases.
   if (const SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(TCMul))
@@ -4692,10 +4944,10 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
   if (!Pair.second)
     return Pair.first->second;
 
-  // ComputeBackedgeTakenCount may allocate memory for its result. Inserting it
+  // computeBackedgeTakenCount may allocate memory for its result. Inserting it
   // into the BackedgeTakenCounts map transfers ownership. Otherwise, the result
   // must be cleared in this scope.
-  BackedgeTakenInfo Result = ComputeBackedgeTakenCount(L);
+  BackedgeTakenInfo Result = computeBackedgeTakenCount(L);
 
   if (Result.getExact(this) != getCouldNotCompute()) {
     assert(isLoopInvariant(Result.getExact(this), L) &&
@@ -4748,7 +5000,7 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
   }
 
   // Re-lookup the insert position, since the call to
-  // ComputeBackedgeTakenCount above could result in a
+  // computeBackedgeTakenCount above could result in a
   // recusive call to getBackedgeTakenInfo (on a different
   // loop), which would invalidate the iterator computed
   // earlier.
@@ -4929,10 +5181,10 @@ void ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo::clear() {
   delete[] ExitNotTaken.getNextExit();
 }
 
-/// ComputeBackedgeTakenCount - Compute the number of times the backedge
+/// computeBackedgeTakenCount - Compute the number of times the backedge
 /// of the specified loop will execute.
 ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo
-ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
+ScalarEvolution::computeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
   SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitingBlocks;
   L->getExitingBlocks(ExitingBlocks);
 
@@ -4946,7 +5198,7 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
   // and compute maxBECount.
   for (unsigned i = 0, e = ExitingBlocks.size(); i != e; ++i) {
     BasicBlock *ExitBB = ExitingBlocks[i];
-    ExitLimit EL = ComputeExitLimit(L, ExitBB);
+    ExitLimit EL = computeExitLimit(L, ExitBB);
 
     // 1. For each exit that can be computed, add an entry to ExitCounts.
     // CouldComputeBECount is true only if all exits can be computed.
@@ -4967,7 +5219,7 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
     // MaxBECount is conservatively the maximum EL.Max, where CouldNotCompute is
     // considered greater than any computable EL.Max.
     if (EL.Max != getCouldNotCompute() && Latch &&
-        DT->dominates(ExitBB, Latch)) {
+        DT.dominates(ExitBB, Latch)) {
       if (!MustExitMaxBECount)
         MustExitMaxBECount = EL.Max;
       else {
@@ -4988,13 +5240,11 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
   return BackedgeTakenInfo(ExitCounts, CouldComputeBECount, MaxBECount);
 }
 
-/// ComputeExitLimit - Compute the number of times the backedge of the specified
-/// loop will execute if it exits via the specified block.
 ScalarEvolution::ExitLimit
-ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
+ScalarEvolution::computeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
 
-  // Okay, we've chosen an exiting block.  See what condition causes us to
-  // exit at this block and remember the exit block and whether all other targets
+  // Okay, we've chosen an exiting block.  See what condition causes us to exit
+  // at this block and remember the exit block and whether all other targets
   // lead to the loop header.
   bool MustExecuteLoopHeader = true;
   BasicBlock *Exit = nullptr;
@@ -5034,8 +5284,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
       if (!Pred)
         return getCouldNotCompute();
       TerminatorInst *PredTerm = Pred->getTerminator();
-      for (unsigned i = 0, e = PredTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
-        BasicBlock *PredSucc = PredTerm->getSuccessor(i);
+      for (const BasicBlock *PredSucc : PredTerm->successors()) {
         if (PredSucc == BB)
           continue;
         // If the predecessor has a successor that isn't BB and isn't
@@ -5058,19 +5307,19 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Term)) {
     assert(BI->isConditional() && "If unconditional, it can't be in loop!");
     // Proceed to the next level to examine the exit condition expression.
-    return ComputeExitLimitFromCond(L, BI->getCondition(), BI->getSuccessor(0),
+    return computeExitLimitFromCond(L, BI->getCondition(), BI->getSuccessor(0),
                                     BI->getSuccessor(1),
                                     /*ControlsExit=*/IsOnlyExit);
   }
 
   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(Term))
-    return ComputeExitLimitFromSingleExitSwitch(L, SI, Exit,
+    return computeExitLimitFromSingleExitSwitch(L, SI, Exit,
                                                 /*ControlsExit=*/IsOnlyExit);
 
   return getCouldNotCompute();
 }
 
-/// ComputeExitLimitFromCond - Compute the number of times the
+/// computeExitLimitFromCond - Compute the number of times the
 /// backedge of the specified loop will execute if its exit condition
 /// were a conditional branch of ExitCond, TBB, and FBB.
 ///
@@ -5079,7 +5328,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
 /// condition is true and can infer that failing to meet the condition prior to
 /// integer wraparound results in undefined behavior.
 ScalarEvolution::ExitLimit
-ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
+ScalarEvolution::computeExitLimitFromCond(const Loop *L,
                                           Value *ExitCond,
                                           BasicBlock *TBB,
                                           BasicBlock *FBB,
@@ -5089,9 +5338,9 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
     if (BO->getOpcode() == Instruction::And) {
       // Recurse on the operands of the and.
       bool EitherMayExit = L->contains(TBB);
-      ExitLimit EL0 = ComputeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(0), TBB, FBB,
+      ExitLimit EL0 = computeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(0), TBB, FBB,
                                                ControlsExit && !EitherMayExit);
-      ExitLimit EL1 = ComputeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(1), TBB, FBB,
+      ExitLimit EL1 = computeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(1), TBB, FBB,
                                                ControlsExit && !EitherMayExit);
       const SCEV *BECount = getCouldNotCompute();
       const SCEV *MaxBECount = getCouldNotCompute();
@@ -5119,14 +5368,22 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
           BECount = EL0.Exact;
       }
 
+      // There are cases (e.g. PR26207) where computeExitLimitFromCond is able
+      // to be more aggressive when computing BECount than when computing
+      // MaxBECount.  In these cases it is possible for EL0.Exact and EL1.Exact
+      // to match, but for EL0.Max and EL1.Max to not.
+      if (isa<SCEVCouldNotCompute>(MaxBECount) &&
+          !isa<SCEVCouldNotCompute>(BECount))
+        MaxBECount = BECount;
+
       return ExitLimit(BECount, MaxBECount);
     }
     if (BO->getOpcode() == Instruction::Or) {
       // Recurse on the operands of the or.
       bool EitherMayExit = L->contains(FBB);
-      ExitLimit EL0 = ComputeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(0), TBB, FBB,
+      ExitLimit EL0 = computeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(0), TBB, FBB,
                                                ControlsExit && !EitherMayExit);
-      ExitLimit EL1 = ComputeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(1), TBB, FBB,
+      ExitLimit EL1 = computeExitLimitFromCond(L, BO->getOperand(1), TBB, FBB,
                                                ControlsExit && !EitherMayExit);
       const SCEV *BECount = getCouldNotCompute();
       const SCEV *MaxBECount = getCouldNotCompute();
@@ -5161,7 +5418,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
   // With an icmp, it may be feasible to compute an exact backedge-taken count.
   // Proceed to the next level to examine the icmp.
   if (ICmpInst *ExitCondICmp = dyn_cast<ICmpInst>(ExitCond))
-    return ComputeExitLimitFromICmp(L, ExitCondICmp, TBB, FBB, ControlsExit);
+    return computeExitLimitFromICmp(L, ExitCondICmp, TBB, FBB, ControlsExit);
 
   // Check for a constant condition. These are normally stripped out by
   // SimplifyCFG, but ScalarEvolution may be used by a pass which wishes to
@@ -5173,18 +5430,15 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
       return getCouldNotCompute();
     else
       // The backedge is never taken.
-      return getConstant(CI->getType(), 0);
+      return getZero(CI->getType());
   }
 
   // If it's not an integer or pointer comparison then compute it the hard way.
-  return ComputeExitCountExhaustively(L, ExitCond, !L->contains(TBB));
+  return computeExitCountExhaustively(L, ExitCond, !L->contains(TBB));
 }
 
-/// ComputeExitLimitFromICmp - Compute the number of times the
-/// backedge of the specified loop will execute if its exit condition
-/// were a conditional branch of the ICmpInst ExitCond, TBB, and FBB.
 ScalarEvolution::ExitLimit
-ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromICmp(const Loop *L,
+ScalarEvolution::computeExitLimitFromICmp(const Loop *L,
                                           ICmpInst *ExitCond,
                                           BasicBlock *TBB,
                                           BasicBlock *FBB,
@@ -5201,11 +5455,16 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromICmp(const Loop *L,
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(ExitCond->getOperand(0)))
     if (Constant *RHS = dyn_cast<Constant>(ExitCond->getOperand(1))) {
       ExitLimit ItCnt =
-        ComputeLoadConstantCompareExitLimit(LI, RHS, L, Cond);
+        computeLoadConstantCompareExitLimit(LI, RHS, L, Cond);
       if (ItCnt.hasAnyInfo())
         return ItCnt;
     }
 
+  ExitLimit ShiftEL = computeShiftCompareExitLimit(
+      ExitCond->getOperand(0), ExitCond->getOperand(1), L, Cond);
+  if (ShiftEL.hasAnyInfo())
+    return ShiftEL;
+
   const SCEV *LHS = getSCEV(ExitCond->getOperand(0));
   const SCEV *RHS = getSCEV(ExitCond->getOperand(1));
 
@@ -5231,7 +5490,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromICmp(const Loop *L,
       if (AddRec->getLoop() == L) {
         // Form the constant range.
         ConstantRange CompRange(
-            ICmpInst::makeConstantRange(Cond, RHSC->getValue()->getValue()));
+            ICmpInst::makeConstantRange(Cond, RHSC->getAPInt()));
 
         const SCEV *Ret = AddRec->getNumIterationsInRange(CompRange, *this);
         if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(Ret)) return Ret;
@@ -5265,21 +5524,13 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromICmp(const Loop *L,
     break;
   }
   default:
-#if 0
-    dbgs() << "ComputeBackedgeTakenCount ";
-    if (ExitCond->getOperand(0)->getType()->isUnsigned())
-      dbgs() << "[unsigned] ";
-    dbgs() << *LHS << "   "
-         << Instruction::getOpcodeName(Instruction::ICmp)
-         << "   " << *RHS << "\n";
-#endif
     break;
   }
-  return ComputeExitCountExhaustively(L, ExitCond, !L->contains(TBB));
+  return computeExitCountExhaustively(L, ExitCond, !L->contains(TBB));
 }
 
 ScalarEvolution::ExitLimit
-ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromSingleExitSwitch(const Loop *L,
+ScalarEvolution::computeExitLimitFromSingleExitSwitch(const Loop *L,
                                                       SwitchInst *Switch,
                                                       BasicBlock *ExitingBlock,
                                                       bool ControlsExit) {
@@ -5312,11 +5563,11 @@ EvaluateConstantChrecAtConstant(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ConstantInt *C,
   return cast<SCEVConstant>(Val)->getValue();
 }
 
-/// ComputeLoadConstantCompareExitLimit - Given an exit condition of
+/// computeLoadConstantCompareExitLimit - Given an exit condition of
 /// 'icmp op load X, cst', try to see if we can compute the backedge
 /// execution count.
 ScalarEvolution::ExitLimit
-ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareExitLimit(
+ScalarEvolution::computeLoadConstantCompareExitLimit(
   LoadInst *LI,
   Constant *RHS,
   const Loop *L,
@@ -5385,11 +5636,6 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareExitLimit(
     Result = ConstantExpr::getICmp(predicate, Result, RHS);
     if (!isa<ConstantInt>(Result)) break;  // Couldn't decide for sure
     if (cast<ConstantInt>(Result)->getValue().isMinValue()) {
-#if 0
-      dbgs() << "\n***\n*** Computed loop count " << *ItCst
-             << "\n*** From global " << *GV << "*** BB: " << *L->getHeader()
-             << "***\n";
-#endif
       ++NumArrayLenItCounts;
       return getConstant(ItCst);   // Found terminating iteration!
     }
@@ -5397,6 +5643,149 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareExitLimit(
   return getCouldNotCompute();
 }
 
+ScalarEvolution::ExitLimit ScalarEvolution::computeShiftCompareExitLimit(
+    Value *LHS, Value *RHSV, const Loop *L, ICmpInst::Predicate Pred) {
+  ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV);
+  if (!RHS)
+    return getCouldNotCompute();
+
+  const BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
+  if (!Latch)
+    return getCouldNotCompute();
+
+  const BasicBlock *Predecessor = L->getLoopPredecessor();
+  if (!Predecessor)
+    return getCouldNotCompute();
+
+  // Return true if V is of the form "LHS `shift_op` <positive constant>".
+  // Return LHS in OutLHS and shift_opt in OutOpCode.
+  auto MatchPositiveShift =
+      [](Value *V, Value *&OutLHS, Instruction::BinaryOps &OutOpCode) {
+
+    using namespace PatternMatch;
+
+    ConstantInt *ShiftAmt;
+    if (match(V, m_LShr(m_Value(OutLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
+      OutOpCode = Instruction::LShr;
+    else if (match(V, m_AShr(m_Value(OutLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
+      OutOpCode = Instruction::AShr;
+    else if (match(V, m_Shl(m_Value(OutLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
+      OutOpCode = Instruction::Shl;
+    else
+      return false;
+
+    return ShiftAmt->getValue().isStrictlyPositive();
+  };
+
+  // Recognize a "shift recurrence" either of the form %iv or of %iv.shifted in
+  //
+  // loop:
+  //   %iv = phi i32 [ %iv.shifted, %loop ], [ %val, %preheader ]
+  //   %iv.shifted = lshr i32 %iv, <positive constant>
+  //
+  // Return true on a succesful match.  Return the corresponding PHI node (%iv
+  // above) in PNOut and the opcode of the shift operation in OpCodeOut.
+  auto MatchShiftRecurrence =
+      [&](Value *V, PHINode *&PNOut, Instruction::BinaryOps &OpCodeOut) {
+    Optional<Instruction::BinaryOps> PostShiftOpCode;
+
+    {
+      Instruction::BinaryOps OpC;
+      Value *V;
+
+      // If we encounter a shift instruction, "peel off" the shift operation,
+      // and remember that we did so.  Later when we inspect %iv's backedge
+      // value, we will make sure that the backedge value uses the same
+      // operation.
+      //
+      // Note: the peeled shift operation does not have to be the same
+      // instruction as the one feeding into the PHI's backedge value.  We only
+      // really care about it being the same *kind* of shift instruction --
+      // that's all that is required for our later inferences to hold.
+      if (MatchPositiveShift(LHS, V, OpC)) {
+        PostShiftOpCode = OpC;
+        LHS = V;
+      }
+    }
+
+    PNOut = dyn_cast<PHINode>(LHS);
+    if (!PNOut || PNOut->getParent() != L->getHeader())
+      return false;
+
+    Value *BEValue = PNOut->getIncomingValueForBlock(Latch);
+    Value *OpLHS;
+
+    return
+        // The backedge value for the PHI node must be a shift by a positive
+        // amount
+        MatchPositiveShift(BEValue, OpLHS, OpCodeOut) &&
+
+        // of the PHI node itself
+        OpLHS == PNOut &&
+
+        // and the kind of shift should be match the kind of shift we peeled
+        // off, if any.
+        (!PostShiftOpCode.hasValue() || *PostShiftOpCode == OpCodeOut);
+  };
+
+  PHINode *PN;
+  Instruction::BinaryOps OpCode;
+  if (!MatchShiftRecurrence(LHS, PN, OpCode))
+    return getCouldNotCompute();
+
+  const DataLayout &DL = getDataLayout();
+
+  // The key rationale for this optimization is that for some kinds of shift
+  // recurrences, the value of the recurrence "stabilizes" to either 0 or -1
+  // within a finite number of iterations.  If the condition guarding the
+  // backedge (in the sense that the backedge is taken if the condition is true)
+  // is false for the value the shift recurrence stabilizes to, then we know
+  // that the backedge is taken only a finite number of times.
+
+  ConstantInt *StableValue = nullptr;
+  switch (OpCode) {
+  default:
+    llvm_unreachable("Impossible case!");
+
+  case Instruction::AShr: {
+    // {K,ashr,<positive-constant>} stabilizes to signum(K) in at most
+    // bitwidth(K) iterations.
+    Value *FirstValue = PN->getIncomingValueForBlock(Predecessor);
+    bool KnownZero, KnownOne;
+    ComputeSignBit(FirstValue, KnownZero, KnownOne, DL, 0, nullptr,
+                   Predecessor->getTerminator(), &DT);
+    auto *Ty = cast<IntegerType>(RHS->getType());
+    if (KnownZero)
+      StableValue = ConstantInt::get(Ty, 0);
+    else if (KnownOne)
+      StableValue = ConstantInt::get(Ty, -1, true);
+    else
+      return getCouldNotCompute();
+
+    break;
+  }
+  case Instruction::LShr:
+  case Instruction::Shl:
+    // Both {K,lshr,<positive-constant>} and {K,shl,<positive-constant>}
+    // stabilize to 0 in at most bitwidth(K) iterations.
+    StableValue = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(RHS->getType()), 0);
+    break;
+  }
+
+  auto *Result =
+      ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, StableValue, RHS, DL, &TLI);
+  assert(Result->getType()->isIntegerTy(1) &&
+         "Otherwise cannot be an operand to a branch instruction");
+
+  if (Result->isZeroValue()) {
+    unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(RHS->getType());
+    const SCEV *UpperBound =
+        getConstant(getEffectiveSCEVType(RHS->getType()), BitWidth);
+    return ExitLimit(getCouldNotCompute(), UpperBound);
+  }
+
+  return getCouldNotCompute();
+}
 
 /// CanConstantFold - Return true if we can constant fold an instruction of the
 /// specified type, assuming that all operands were constants.
@@ -5438,12 +5827,10 @@ getConstantEvolvingPHIOperands(Instruction *UseInst, const Loop *L,
   // Otherwise, we can evaluate this instruction if all of its operands are
   // constant or derived from a PHI node themselves.
   PHINode *PHI = nullptr;
-  for (Instruction::op_iterator OpI = UseInst->op_begin(),
-         OpE = UseInst->op_end(); OpI != OpE; ++OpI) {
+  for (Value *Op : UseInst->operands()) {
+    if (isa<Constant>(Op)) continue;
 
-    if (isa<Constant>(*OpI)) continue;
-
-    Instruction *OpInst = dyn_cast<Instruction>(*OpI);
+    Instruction *OpInst = dyn_cast<Instruction>(Op);
     if (!OpInst || !canConstantEvolve(OpInst, L)) return nullptr;
 
     PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(OpInst);
@@ -5477,9 +5864,8 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (!I || !canConstantEvolve(I, L)) return nullptr;
 
-  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
     return PN;
-  }
 
   // Record non-constant instructions contained by the loop.
   DenseMap<Instruction *, PHINode *> PHIMap;
@@ -5536,6 +5922,30 @@ static Constant *EvaluateExpression(Value *V, const Loop *L,
                                   TLI);
 }
 
+
+// If every incoming value to PN except the one for BB is a specific Constant,
+// return that, else return nullptr.
+static Constant *getOtherIncomingValue(PHINode *PN, BasicBlock *BB) {
+  Constant *IncomingVal = nullptr;
+
+  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+    if (PN->getIncomingBlock(i) == BB)
+      continue;
+
+    auto *CurrentVal = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i));
+    if (!CurrentVal)
+      return nullptr;
+
+    if (IncomingVal != CurrentVal) {
+      if (IncomingVal)
+        return nullptr;
+      IncomingVal = CurrentVal;
+    }
+  }
+
+  return IncomingVal;
+}
+
 /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
 /// in the header of its containing loop, we know the loop executes a
 /// constant number of times, and the PHI node is just a recurrence
@@ -5544,8 +5954,7 @@ Constant *
 ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
                                                    const APInt &BEs,
                                                    const Loop *L) {
-  DenseMap<PHINode*, Constant*>::const_iterator I =
-    ConstantEvolutionLoopExitValue.find(PN);
+  auto I = ConstantEvolutionLoopExitValue.find(PN);
   if (I != ConstantEvolutionLoopExitValue.end())
     return I->second;
 
@@ -5558,22 +5967,21 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
   BasicBlock *Header = L->getHeader();
   assert(PN->getParent() == Header && "Can't evaluate PHI not in loop header!");
 
-  // Since the loop is canonicalized, the PHI node must have two entries.  One
-  // entry must be a constant (coming in from outside of the loop), and the
-  // second must be derived from the same PHI.
-  bool SecondIsBackedge = L->contains(PN->getIncomingBlock(1));
-  PHINode *PHI = nullptr;
-  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin();
-       (PHI = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
-    Constant *StartCST =
-      dyn_cast<Constant>(PHI->getIncomingValue(!SecondIsBackedge));
+  BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
+  if (!Latch)
+    return nullptr;
+
+  for (auto &I : *Header) {
+    PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(&I);
+    if (!PHI) break;
+    auto *StartCST = getOtherIncomingValue(PHI, Latch);
     if (!StartCST) continue;
     CurrentIterVals[PHI] = StartCST;
   }
   if (!CurrentIterVals.count(PN))
     return RetVal = nullptr;
 
-  Value *BEValue = PN->getIncomingValue(SecondIsBackedge);
+  Value *BEValue = PN->getIncomingValueForBlock(Latch);
 
   // Execute the loop symbolically to determine the exit value.
   if (BEs.getActiveBits() >= 32)
@@ -5581,7 +5989,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
 
   unsigned NumIterations = BEs.getZExtValue(); // must be in range
   unsigned IterationNum = 0;
-  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+  const DataLayout &DL = getDataLayout();
   for (; ; ++IterationNum) {
     if (IterationNum == NumIterations)
       return RetVal = CurrentIterVals[PN];  // Got exit value!
@@ -5590,7 +5998,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
     // EvaluateExpression adds non-phi values to the CurrentIterVals map.
     DenseMap<Instruction *, Constant *> NextIterVals;
     Constant *NextPHI =
-        EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, TLI);
+        EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, &TLI);
     if (!NextPHI)
       return nullptr;        // Couldn't evaluate!
     NextIterVals[PN] = NextPHI;
@@ -5601,23 +6009,21 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
     // cease to be able to evaluate one of them or if they stop evolving,
     // because that doesn't necessarily prevent us from computing PN.
     SmallVector<std::pair<PHINode *, Constant *>, 8> PHIsToCompute;
-    for (DenseMap<Instruction *, Constant *>::const_iterator
-           I = CurrentIterVals.begin(), E = CurrentIterVals.end(); I != E; ++I){
-      PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I->first);
+    for (const auto &I : CurrentIterVals) {
+      PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I.first);
       if (!PHI || PHI == PN || PHI->getParent() != Header) continue;
-      PHIsToCompute.push_back(std::make_pair(PHI, I->second));
+      PHIsToCompute.emplace_back(PHI, I.second);
     }
     // We use two distinct loops because EvaluateExpression may invalidate any
     // iterators into CurrentIterVals.
-    for (SmallVectorImpl<std::pair<PHINode *, Constant*> >::const_iterator
-             I = PHIsToCompute.begin(), E = PHIsToCompute.end(); I != E; ++I) {
-      PHINode *PHI = I->first;
+    for (const auto &I : PHIsToCompute) {
+      PHINode *PHI = I.first;
       Constant *&NextPHI = NextIterVals[PHI];
       if (!NextPHI) {   // Not already computed.
-        Value *BEValue = PHI->getIncomingValue(SecondIsBackedge);
-        NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, TLI);
+        Value *BEValue = PHI->getIncomingValueForBlock(Latch);
+        NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, &TLI);
       }
-      if (NextPHI != I->second)
+      if (NextPHI != I.second)
         StoppedEvolving = false;
     }
 
@@ -5630,12 +6036,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
   }
 }
 
-/// ComputeExitCountExhaustively - If the loop is known to execute a
-/// constant number of times (the condition evolves only from constants),
-/// try to evaluate a few iterations of the loop until we get the exit
-/// condition gets a value of ExitWhen (true or false).  If we cannot
-/// evaluate the trip count of the loop, return getCouldNotCompute().
-const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
+const SCEV *ScalarEvolution::computeExitCountExhaustively(const Loop *L,
                                                           Value *Cond,
                                                           bool ExitWhen) {
   PHINode *PN = getConstantEvolvingPHI(Cond, L);
@@ -5649,14 +6050,14 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
   BasicBlock *Header = L->getHeader();
   assert(PN->getParent() == Header && "Can't evaluate PHI not in loop header!");
 
-  // One entry must be a constant (coming in from outside of the loop), and the
-  // second must be derived from the same PHI.
-  bool SecondIsBackedge = L->contains(PN->getIncomingBlock(1));
-  PHINode *PHI = nullptr;
-  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin();
-       (PHI = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
-    Constant *StartCST =
-      dyn_cast<Constant>(PHI->getIncomingValue(!SecondIsBackedge));
+  BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
+  assert(Latch && "Should follow from NumIncomingValues == 2!");
+
+  for (auto &I : *Header) {
+    PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(&I);
+    if (!PHI)
+      break;
+    auto *StartCST = getOtherIncomingValue(PHI, Latch);
     if (!StartCST) continue;
     CurrentIterVals[PHI] = StartCST;
   }
@@ -5667,10 +6068,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
   // the loop symbolically to determine when the condition gets a value of
   // "ExitWhen".
   unsigned MaxIterations = MaxBruteForceIterations;   // Limit analysis.
-  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+  const DataLayout &DL = getDataLayout();
   for (unsigned IterationNum = 0; IterationNum != MaxIterations;++IterationNum){
-    ConstantInt *CondVal = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(
-        EvaluateExpression(Cond, L, CurrentIterVals, DL, TLI));
+    auto *CondVal = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(
+        EvaluateExpression(Cond, L, CurrentIterVals, DL, &TLI));
 
     // Couldn't symbolically evaluate.
     if (!CondVal) return getCouldNotCompute();
@@ -5687,20 +6088,17 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
     // calling EvaluateExpression on them because that may invalidate iterators
     // into CurrentIterVals.
     SmallVector<PHINode *, 8> PHIsToCompute;
-    for (DenseMap<Instruction *, Constant *>::const_iterator
-           I = CurrentIterVals.begin(), E = CurrentIterVals.end(); I != E; ++I){
-      PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I->first);
+    for (const auto &I : CurrentIterVals) {
+      PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I.first);
       if (!PHI || PHI->getParent() != Header) continue;
       PHIsToCompute.push_back(PHI);
     }
-    for (SmallVectorImpl<PHINode *>::const_iterator I = PHIsToCompute.begin(),
-             E = PHIsToCompute.end(); I != E; ++I) {
-      PHINode *PHI = *I;
+    for (PHINode *PHI : PHIsToCompute) {
       Constant *&NextPHI = NextIterVals[PHI];
       if (NextPHI) continue;    // Already computed!
 
-      Value *BEValue = PHI->getIncomingValue(SecondIsBackedge);
-      NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, TLI);
+      Value *BEValue = PHI->getIncomingValueForBlock(Latch);
+      NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, &TLI);
     }
     CurrentIterVals.swap(NextIterVals);
   }
@@ -5720,22 +6118,22 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
 /// In the case that a relevant loop exit value cannot be computed, the
 /// original value V is returned.
 const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
+  SmallVector<std::pair<const Loop *, const SCEV *>, 2> &Values =
+      ValuesAtScopes[V];
   // Check to see if we've folded this expression at this loop before.
-  SmallVector<std::pair<const Loop *, const SCEV *>, 2> &Values = ValuesAtScopes[V];
-  for (unsigned u = 0; u < Values.size(); u++) {
-    if (Values[u].first == L)
-      return Values[u].second ? Values[u].second : V;
-  }
-  Values.push_back(std::make_pair(L, static_cast<const SCEV *>(nullptr)));
+  for (auto &LS : Values)
+    if (LS.first == L)
+      return LS.second ? LS.second : V;
+
+  Values.emplace_back(L, nullptr);
+
   // Otherwise compute it.
   const SCEV *C = computeSCEVAtScope(V, L);
-  SmallVector<std::pair<const Loop *, const SCEV *>, 2> &Values2 = ValuesAtScopes[V];
-  for (unsigned u = Values2.size(); u > 0; u--) {
-    if (Values2[u - 1].first == L) {
-      Values2[u - 1].second = C;
+  for (auto &LS : reverse(ValuesAtScopes[V]))
+    if (LS.first == L) {
+      LS.second = C;
       break;
     }
-  }
   return C;
 }
 
@@ -5845,7 +6243,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
   // exit value from the loop without using SCEVs.
   if (const SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V)) {
     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(SU->getValue())) {
-      const Loop *LI = (*this->LI)[I->getParent()];
+      const Loop *LI = this->LI[I->getParent()];
       if (LI && LI->getParentLoop() == L)  // Looking for loop exit value.
         if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
           if (PN->getParent() == LI->getHeader()) {
@@ -5859,9 +6257,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
               // Okay, we know how many times the containing loop executes.  If
               // this is a constant evolving PHI node, get the final value at
               // the specified iteration number.
-              Constant *RV = getConstantEvolutionLoopExitValue(PN,
-                                                   BTCC->getValue()->getValue(),
-                                                               LI);
+              Constant *RV =
+                  getConstantEvolutionLoopExitValue(PN, BTCC->getAPInt(), LI);
               if (RV) return getSCEV(RV);
             }
           }
@@ -5873,8 +6270,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
       if (CanConstantFold(I)) {
         SmallVector<Constant *, 4> Operands;
         bool MadeImprovement = false;
-        for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-          Value *Op = I->getOperand(i);
+        for (Value *Op : I->operands()) {
           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
             Operands.push_back(C);
             continue;
@@ -5903,16 +6299,16 @@ const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
         // Check to see if getSCEVAtScope actually made an improvement.
         if (MadeImprovement) {
           Constant *C = nullptr;
-          const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+          const DataLayout &DL = getDataLayout();
           if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
             C = ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(), Operands[0],
-                                                Operands[1], DL, TLI);
+                                                Operands[1], DL, &TLI);
           else if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
             if (!LI->isVolatile())
               C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(Operands[0], DL);
           } else
             C = ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), Operands,
-                                         DL, TLI);
+                                         DL, &TLI);
           if (!C) return V;
           return getSCEV(C);
         }
@@ -6103,10 +6499,10 @@ SolveQuadraticEquation(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ScalarEvolution &SE) {
     return std::make_pair(CNC, CNC);
   }
 
-  uint32_t BitWidth = LC->getValue()->getValue().getBitWidth();
-  const APInt &L = LC->getValue()->getValue();
-  const APInt &M = MC->getValue()->getValue();
-  const APInt &N = NC->getValue()->getValue();
+  uint32_t BitWidth = LC->getAPInt().getBitWidth();
+  const APInt &L = LC->getAPInt();
+  const APInt &M = MC->getAPInt();
+  const APInt &N = NC->getAPInt();
   APInt Two(BitWidth, 2);
   APInt Four(BitWidth, 4);
 
@@ -6185,10 +6581,6 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool ControlsExit) {
     const SCEVConstant *R1 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.first);
     const SCEVConstant *R2 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.second);
     if (R1 && R2) {
-#if 0
-      dbgs() << "HFTZ: " << *V << " - sol#1: " << *R1
-             << "  sol#2: " << *R2 << "\n";
-#endif
       // Pick the smallest positive root value.
       if (ConstantInt *CB =
           dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(CmpInst::ICMP_ULT,
@@ -6242,7 +6634,7 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool ControlsExit) {
   // For negative steps (counting down to zero):
   //   N = Start/-Step
   // First compute the unsigned distance from zero in the direction of Step.
-  bool CountDown = StepC->getValue()->getValue().isNegative();
+  bool CountDown = StepC->getAPInt().isNegative();
   const SCEV *Distance = CountDown ? Start : getNegativeSCEV(Start);
 
   // Handle unitary steps, which cannot wraparound.
@@ -6267,17 +6659,57 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool ControlsExit) {
   // done by counting and comparing the number of trailing zeros of Step and
   // Distance.
   if (!CountDown) {
-    const APInt &StepV = StepC->getValue()->getValue();
+    const APInt &StepV = StepC->getAPInt();
     // StepV.isPowerOf2() returns true if StepV is an positive power of two.  It
     // also returns true if StepV is maximally negative (eg, INT_MIN), but that
     // case is not handled as this code is guarded by !CountDown.
     if (StepV.isPowerOf2() &&
-        GetMinTrailingZeros(Distance) >= StepV.countTrailingZeros())
-      return getUDivExactExpr(Distance, Step);
-  }
-
-  // If the condition controls loop exit (the loop exits only if the expression
-  // is true) and the addition is no-wrap we can use unsigned divide to
+        GetMinTrailingZeros(Distance) >= StepV.countTrailingZeros()) {
+      // Here we've constrained the equation to be of the form
+      //
+      //   2^(N + k) * Distance' = (StepV == 2^N) * X (mod 2^W)  ... (0)
+      //
+      // where we're operating on a W bit wide integer domain and k is
+      // non-negative.  The smallest unsigned solution for X is the trip count.
+      //
+      // (0) is equivalent to:
+      //
+      //      2^(N + k) * Distance' - 2^N * X = L * 2^W
+      // <=>  2^N(2^k * Distance' - X) = L * 2^(W - N) * 2^N
+      // <=>  2^k * Distance' - X = L * 2^(W - N)
+      // <=>  2^k * Distance'     = L * 2^(W - N) + X    ... (1)
+      //
+      // The smallest X satisfying (1) is unsigned remainder of dividing the LHS
+      // by 2^(W - N).
+      //
+      // <=>  X = 2^k * Distance' URem 2^(W - N)   ... (2)
+      //
+      // E.g. say we're solving
+      //
+      //   2 * Val = 2 * X  (in i8)   ... (3)
+      //
+      // then from (2), we get X = Val URem i8 128 (k = 0 in this case).
+      //
+      // Note: It is tempting to solve (3) by setting X = Val, but Val is not
+      // necessarily the smallest unsigned value of X that satisfies (3).
+      // E.g. if Val is i8 -127 then the smallest value of X that satisfies (3)
+      // is i8 1, not i8 -127
+
+      const auto *ModuloResult = getUDivExactExpr(Distance, Step);
+
+      // Since SCEV does not have a URem node, we construct one using a truncate
+      // and a zero extend.
+
+      unsigned NarrowWidth = StepV.getBitWidth() - StepV.countTrailingZeros();
+      auto *NarrowTy = IntegerType::get(getContext(), NarrowWidth);
+      auto *WideTy = Distance->getType();
+
+      return getZeroExtendExpr(getTruncateExpr(ModuloResult, NarrowTy), WideTy);
+    }
+  }
+
+  // If the condition controls loop exit (the loop exits only if the expression
+  // is true) and the addition is no-wrap we can use unsigned divide to
   // compute the backedge count.  In this case, the step may not divide the
   // distance, but we don't care because if the condition is "missed" the loop
   // will have undefined behavior due to wrapping.
@@ -6289,8 +6721,7 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool ControlsExit) {
 
   // Then, try to solve the above equation provided that Start is constant.
   if (const SCEVConstant *StartC = dyn_cast<SCEVConstant>(Start))
-    return SolveLinEquationWithOverflow(StepC->getValue()->getValue(),
-                                        -StartC->getValue()->getValue(),
+    return SolveLinEquationWithOverflow(StepC->getAPInt(), -StartC->getAPInt(),
                                         *this);
   return getCouldNotCompute();
 }
@@ -6308,7 +6739,7 @@ ScalarEvolution::HowFarToNonZero(const SCEV *V, const Loop *L) {
   // already.  If so, the backedge will execute zero times.
   if (const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
     if (!C->getValue()->isNullValue())
-      return getConstant(C->getType(), 0);
+      return getZero(C->getType());
     return getCouldNotCompute();  // Otherwise it will loop infinitely.
   }
 
@@ -6333,7 +6764,7 @@ ScalarEvolution::getPredecessorWithUniqueSuccessorForBB(BasicBlock *BB) {
   // A loop's header is defined to be a block that dominates the loop.
   // If the header has a unique predecessor outside the loop, it must be
   // a block that has exactly one successor that can reach the loop.
-  if (Loop *L = LI->getLoopFor(BB))
+  if (Loop *L = LI.getLoopFor(BB))
     return std::make_pair(L->getLoopPredecessor(), L->getHeader());
 
   return std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *>();
@@ -6349,13 +6780,20 @@ static bool HasSameValue(const SCEV *A, const SCEV *B) {
   // Quick check to see if they are the same SCEV.
   if (A == B) return true;
 
+  auto ComputesEqualValues = [](const Instruction *A, const Instruction *B) {
+    // Not all instructions that are "identical" compute the same value.  For
+    // instance, two distinct alloca instructions allocating the same type are
+    // identical and do not read memory; but compute distinct values.
+    return A->isIdenticalTo(B) && (isa<BinaryOperator>(A) || isa<GetElementPtrInst>(A));
+  };
+
   // Otherwise, if they're both SCEVUnknown, it's possible that they hold
   // two different instructions with the same value. Check for this case.
   if (const SCEVUnknown *AU = dyn_cast<SCEVUnknown>(A))
     if (const SCEVUnknown *BU = dyn_cast<SCEVUnknown>(B))
       if (const Instruction *AI = dyn_cast<Instruction>(AU->getValue()))
         if (const Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(BU->getValue()))
-          if (AI->isIdenticalTo(BI) && !AI->mayReadFromMemory())
+          if (ComputesEqualValues(AI, BI))
             return true;
 
   // Otherwise assume they may have a different value.
@@ -6406,7 +6844,7 @@ bool ScalarEvolution::SimplifyICmpOperands(ICmpInst::Predicate &Pred,
   // If there's a constant operand, canonicalize comparisons with boundary
   // cases, and canonicalize *-or-equal comparisons to regular comparisons.
   if (const SCEVConstant *RC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
-    const APInt &RA = RC->getValue()->getValue();
+    const APInt &RA = RC->getAPInt();
     switch (Pred) {
     default: llvm_unreachable("Unexpected ICmpInst::Predicate value!");
     case ICmpInst::ICMP_EQ:
@@ -6597,16 +7035,14 @@ bool ScalarEvolution::SimplifyICmpOperands(ICmpInst::Predicate &Pred,
       Pred = ICmpInst::ICMP_ULT;
       Changed = true;
     } else if (!getUnsignedRange(LHS).getUnsignedMin().isMinValue()) {
-      LHS = getAddExpr(getConstant(RHS->getType(), (uint64_t)-1, true), LHS,
-                       SCEV::FlagNUW);
+      LHS = getAddExpr(getConstant(RHS->getType(), (uint64_t)-1, true), LHS);
       Pred = ICmpInst::ICMP_ULT;
       Changed = true;
     }
     break;
   case ICmpInst::ICMP_UGE:
     if (!getUnsignedRange(RHS).getUnsignedMin().isMinValue()) {
-      RHS = getAddExpr(getConstant(RHS->getType(), (uint64_t)-1, true), RHS,
-                       SCEV::FlagNUW);
+      RHS = getAddExpr(getConstant(RHS->getType(), (uint64_t)-1, true), RHS);
       Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
       Changed = true;
     } else if (!getUnsignedRange(LHS).getUnsignedMax().isMaxValue()) {
@@ -6694,6 +7130,9 @@ bool ScalarEvolution::isKnownPredicate(ICmpInst::Predicate Pred,
   if (LeftGuarded && RightGuarded)
     return true;
 
+  if (isKnownPredicateViaSplitting(Pred, LHS, RHS))
+    return true;
+
   // Otherwise see what can be done with known constant ranges.
   return isKnownPredicateWithRanges(Pred, LHS, RHS);
 }
@@ -6722,8 +7161,16 @@ bool ScalarEvolution::isMonotonicPredicate(const SCEVAddRecExpr *LHS,
 bool ScalarEvolution::isMonotonicPredicateImpl(const SCEVAddRecExpr *LHS,
                                                ICmpInst::Predicate Pred,
                                                bool &Increasing) {
-  SCEV::NoWrapFlags FlagsRequired = SCEV::FlagAnyWrap;
-  bool IncreasingOnNonNegativeStep = false;
+
+  // A zero step value for LHS means the induction variable is essentially a
+  // loop invariant value. We don't really depend on the predicate actually
+  // flipping from false to true (for increasing predicates, and the other way
+  // around for decreasing predicates), all we care about is that *if* the
+  // predicate changes then it only changes from false to true.
+  //
+  // A zero step value in itself is not very useful, but there may be places
+  // where SCEV can prove X >= 0 but not prove X > 0, so it is helpful to be
+  // as general as possible.
 
   switch (Pred) {
   default:
@@ -6731,53 +7178,39 @@ bool ScalarEvolution::isMonotonicPredicateImpl(const SCEVAddRecExpr *LHS,
 
   case ICmpInst::ICMP_UGT:
   case ICmpInst::ICMP_UGE:
-    FlagsRequired = SCEV::FlagNUW;
-    IncreasingOnNonNegativeStep = true;
-    break;
-
   case ICmpInst::ICMP_ULT:
   case ICmpInst::ICMP_ULE:
-    FlagsRequired = SCEV::FlagNUW;
-    IncreasingOnNonNegativeStep = false;
-    break;
+    if (!LHS->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNUW))
+      return false;
+
+    Increasing = Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGE;
+    return true;
 
   case ICmpInst::ICMP_SGT:
   case ICmpInst::ICMP_SGE:
-    FlagsRequired = SCEV::FlagNSW;
-    IncreasingOnNonNegativeStep = true;
-    break;
-
   case ICmpInst::ICMP_SLT:
-  case ICmpInst::ICMP_SLE:
-    FlagsRequired = SCEV::FlagNSW;
-    IncreasingOnNonNegativeStep = false;
-    break;
-  }
+  case ICmpInst::ICMP_SLE: {
+    if (!LHS->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNSW))
+      return false;
 
-  if (!LHS->getNoWrapFlags(FlagsRequired))
-    return false;
+    const SCEV *Step = LHS->getStepRecurrence(*this);
 
-  // A zero step value for LHS means the induction variable is essentially a
-  // loop invariant value. We don't really depend on the predicate actually
-  // flipping from false to true (for increasing predicates, and the other way
-  // around for decreasing predicates), all we care about is that *if* the
-  // predicate changes then it only changes from false to true.
-  //
-  // A zero step value in itself is not very useful, but there may be places
-  // where SCEV can prove X >= 0 but not prove X > 0, so it is helpful to be
-  // as general as possible.
+    if (isKnownNonNegative(Step)) {
+      Increasing = Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE;
+      return true;
+    }
 
-  if (isKnownNonNegative(LHS->getStepRecurrence(*this))) {
-    Increasing = IncreasingOnNonNegativeStep;
-    return true;
+    if (isKnownNonPositive(Step)) {
+      Increasing = Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
+      return true;
+    }
+
+    return false;
   }
 
-  if (isKnownNonPositive(LHS->getStepRecurrence(*this))) {
-    Increasing = !IncreasingOnNonNegativeStep;
-    return true;
   }
 
-  return false;
+  llvm_unreachable("switch has default clause!");
 }
 
 bool ScalarEvolution::isLoopInvariantPredicate(
@@ -6905,6 +7338,84 @@ ScalarEvolution::isKnownPredicateWithRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
   return false;
 }
 
+bool ScalarEvolution::isKnownPredicateViaNoOverflow(ICmpInst::Predicate Pred,
+                                                    const SCEV *LHS,
+                                                    const SCEV *RHS) {
+
+  // Match Result to (X + Y)<ExpectedFlags> where Y is a constant integer.
+  // Return Y via OutY.
+  auto MatchBinaryAddToConst =
+      [this](const SCEV *Result, const SCEV *X, APInt &OutY,
+             SCEV::NoWrapFlags ExpectedFlags) {
+    const SCEV *NonConstOp, *ConstOp;
+    SCEV::NoWrapFlags FlagsPresent;
+
+    if (!splitBinaryAdd(Result, ConstOp, NonConstOp, FlagsPresent) ||
+        !isa<SCEVConstant>(ConstOp) || NonConstOp != X)
+      return false;
+
+    OutY = cast<SCEVConstant>(ConstOp)->getAPInt();
+    return (FlagsPresent & ExpectedFlags) == ExpectedFlags;
+  };
+
+  APInt C;
+
+  switch (Pred) {
+  default:
+    break;
+
+  case ICmpInst::ICMP_SGE:
+    std::swap(LHS, RHS);
+  case ICmpInst::ICMP_SLE:
+    // X s<= (X + C)<nsw> if C >= 0
+    if (MatchBinaryAddToConst(RHS, LHS, C, SCEV::FlagNSW) && C.isNonNegative())
+      return true;
+
+    // (X + C)<nsw> s<= X if C <= 0
+    if (MatchBinaryAddToConst(LHS, RHS, C, SCEV::FlagNSW) &&
+        !C.isStrictlyPositive())
+      return true;
+    break;
+
+  case ICmpInst::ICMP_SGT:
+    std::swap(LHS, RHS);
+  case ICmpInst::ICMP_SLT:
+    // X s< (X + C)<nsw> if C > 0
+    if (MatchBinaryAddToConst(RHS, LHS, C, SCEV::FlagNSW) &&
+        C.isStrictlyPositive())
+      return true;
+
+    // (X + C)<nsw> s< X if C < 0
+    if (MatchBinaryAddToConst(LHS, RHS, C, SCEV::FlagNSW) && C.isNegative())
+      return true;
+    break;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool ScalarEvolution::isKnownPredicateViaSplitting(ICmpInst::Predicate Pred,
+                                                   const SCEV *LHS,
+                                                   const SCEV *RHS) {
+  if (Pred != ICmpInst::ICMP_ULT || ProvingSplitPredicate)
+    return false;
+
+  // Allowing arbitrary number of activations of isKnownPredicateViaSplitting on
+  // the stack can result in exponential time complexity.
+  SaveAndRestore<bool> Restore(ProvingSplitPredicate, true);
+
+  // If L >= 0 then I `ult` L <=> I >= 0 && I `slt` L
+  //
+  // To prove L >= 0 we use isKnownNonNegative whereas to prove I >= 0 we use
+  // isKnownPredicate.  isKnownPredicate is more powerful, but also more
+  // expensive; and using isKnownNonNegative(RHS) is sufficient for most of the
+  // interesting cases seen in practice.  We can consider "upgrading" L >= 0 to
+  // use isKnownPredicate later if needed.
+  return isKnownNonNegative(RHS) &&
+         isKnownPredicate(CmpInst::ICMP_SGE, LHS, getZero(LHS->getType())) &&
+         isKnownPredicate(CmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
+}
+
 /// isLoopBackedgeGuardedByCond - Test whether the backedge of the loop is
 /// protected by a conditional between LHS and RHS.  This is used to
 /// to eliminate casts.
@@ -6930,46 +7441,49 @@ ScalarEvolution::isLoopBackedgeGuardedByCond(const Loop *L,
                     LoopContinuePredicate->getSuccessor(0) != L->getHeader()))
     return true;
 
+  // We don't want more than one activation of the following loops on the stack
+  // -- that can lead to O(n!) time complexity.
+  if (WalkingBEDominatingConds)
+    return false;
+
+  SaveAndRestore<bool> ClearOnExit(WalkingBEDominatingConds, true);
+
+  // See if we can exploit a trip count to prove the predicate.
+  const auto &BETakenInfo = getBackedgeTakenInfo(L);
+  const SCEV *LatchBECount = BETakenInfo.getExact(Latch, this);
+  if (LatchBECount != getCouldNotCompute()) {
+    // We know that Latch branches back to the loop header exactly
+    // LatchBECount times.  This means the backdege condition at Latch is
+    // equivalent to  "{0,+,1} u< LatchBECount".
+    Type *Ty = LatchBECount->getType();
+    auto NoWrapFlags = SCEV::NoWrapFlags(SCEV::FlagNUW | SCEV::FlagNW);
+    const SCEV *LoopCounter =
+      getAddRecExpr(getZero(Ty), getOne(Ty), L, NoWrapFlags);
+    if (isImpliedCond(Pred, LHS, RHS, ICmpInst::ICMP_ULT, LoopCounter,
+                      LatchBECount))
+      return true;
+  }
+
   // Check conditions due to any @llvm.assume intrinsics.
-  for (auto &AssumeVH : AC->assumptions()) {
+  for (auto &AssumeVH : AC.assumptions()) {
     if (!AssumeVH)
       continue;
     auto *CI = cast<CallInst>(AssumeVH);
-    if (!DT->dominates(CI, Latch->getTerminator()))
+    if (!DT.dominates(CI, Latch->getTerminator()))
       continue;
 
     if (isImpliedCond(Pred, LHS, RHS, CI->getArgOperand(0), false))
       return true;
   }
 
-  struct ClearWalkingBEDominatingCondsOnExit {
-    ScalarEvolution &SE;
-
-    explicit ClearWalkingBEDominatingCondsOnExit(ScalarEvolution &SE)
-        : SE(SE){}
-
-    ~ClearWalkingBEDominatingCondsOnExit() {
-      SE.WalkingBEDominatingConds = false;
-    }
-  };
-
-  // We don't want more than one activation of the following loop on the stack
-  // -- that can lead to O(n!) time complexity.
-  if (WalkingBEDominatingConds)
-    return false;
-
-  WalkingBEDominatingConds = true;
-  ClearWalkingBEDominatingCondsOnExit ClearOnExit(*this);
-
   // If the loop is not reachable from the entry block, we risk running into an
   // infinite loop as we walk up into the dom tree.  These loops do not matter
   // anyway, so we just return a conservative answer when we see them.
-  if (!DT->isReachableFromEntry(L->getHeader()))
+  if (!DT.isReachableFromEntry(L->getHeader()))
     return false;
 
-  for (DomTreeNode *DTN = (*DT)[Latch], *HeaderDTN = (*DT)[L->getHeader()];
-       DTN != HeaderDTN;
-       DTN = DTN->getIDom()) {
+  for (DomTreeNode *DTN = DT[Latch], *HeaderDTN = DT[L->getHeader()];
+       DTN != HeaderDTN; DTN = DTN->getIDom()) {
 
     assert(DTN && "should reach the loop header before reaching the root!");
 
@@ -6993,7 +7507,7 @@ ScalarEvolution::isLoopBackedgeGuardedByCond(const Loop *L,
       // We're constructively (and conservatively) enumerating edges within the
       // loop body that dominate the latch.  The dominator tree better agree
       // with us on this:
-      assert(DT->dominates(DominatingEdge, Latch) && "should be!");
+      assert(DT.dominates(DominatingEdge, Latch) && "should be!");
 
       if (isImpliedCond(Pred, LHS, RHS, Condition,
                         BB != ContinuePredicate->getSuccessor(0)))
@@ -7038,11 +7552,11 @@ ScalarEvolution::isLoopEntryGuardedByCond(const Loop *L,
   }
 
   // Check conditions due to any @llvm.assume intrinsics.
-  for (auto &AssumeVH : AC->assumptions()) {
+  for (auto &AssumeVH : AC.assumptions()) {
     if (!AssumeVH)
       continue;
     auto *CI = cast<CallInst>(AssumeVH);
-    if (!DT->dominates(CI, L->getHeader()))
+    if (!DT.dominates(CI, L->getHeader()))
       continue;
 
     if (isImpliedCond(Pred, LHS, RHS, CI->getArgOperand(0), false))
@@ -7052,6 +7566,7 @@ ScalarEvolution::isLoopEntryGuardedByCond(const Loop *L,
   return false;
 }
 
+namespace {
 /// RAII wrapper to prevent recursive application of isImpliedCond.
 /// ScalarEvolution's PendingLoopPredicates set must be empty unless we are
 /// currently evaluating isImpliedCond.
@@ -7069,6 +7584,7 @@ struct MarkPendingLoopPredicate {
       LoopPreds.erase(Cond);
   }
 };
+} // end anonymous namespace
 
 /// isImpliedCond - Test whether the condition described by Pred, LHS,
 /// and RHS is true whenever the given Cond value evaluates to true.
@@ -7107,6 +7623,14 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCond(ICmpInst::Predicate Pred,
   const SCEV *FoundLHS = getSCEV(ICI->getOperand(0));
   const SCEV *FoundRHS = getSCEV(ICI->getOperand(1));
 
+  return isImpliedCond(Pred, LHS, RHS, FoundPred, FoundLHS, FoundRHS);
+}
+
+bool ScalarEvolution::isImpliedCond(ICmpInst::Predicate Pred, const SCEV *LHS,
+                                    const SCEV *RHS,
+                                    ICmpInst::Predicate FoundPred,
+                                    const SCEV *FoundLHS,
+                                    const SCEV *FoundRHS) {
   // Balance the types.
   if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) <
       getTypeSizeInBits(FoundLHS->getType())) {
@@ -7162,6 +7686,13 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCond(ICmpInst::Predicate Pred,
                                    RHS, LHS, FoundLHS, FoundRHS);
   }
 
+  // Unsigned comparison is the same as signed comparison when both the operands
+  // are non-negative.
+  if (CmpInst::isUnsigned(FoundPred) &&
+      CmpInst::getSignedPredicate(FoundPred) == Pred &&
+      isKnownNonNegative(FoundLHS) && isKnownNonNegative(FoundRHS))
+    return isImpliedCondOperands(Pred, LHS, RHS, FoundLHS, FoundRHS);
+
   // Check if we can make progress by sharpening ranges.
   if (FoundPred == ICmpInst::ICMP_NE &&
       (isa<SCEVConstant>(FoundLHS) || isa<SCEVConstant>(FoundRHS))) {
@@ -7185,7 +7716,7 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCond(ICmpInst::Predicate Pred,
     APInt Min = ICmpInst::isSigned(Pred) ?
         getSignedRange(V).getSignedMin() : getUnsignedRange(V).getUnsignedMin();
 
-    if (Min == C->getValue()->getValue()) {
+    if (Min == C->getAPInt()) {
       // Given (V >= Min && V != Min) we conclude V >= (Min + 1).
       // This is true even if (Min + 1) wraps around -- in case of
       // wraparound, (Min + 1) < Min, so (V >= Min => V >= (Min + 1)).
@@ -7236,6 +7767,149 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCond(ICmpInst::Predicate Pred,
   return false;
 }
 
+bool ScalarEvolution::splitBinaryAdd(const SCEV *Expr,
+                                     const SCEV *&L, const SCEV *&R,
+                                     SCEV::NoWrapFlags &Flags) {
+  const auto *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr);
+  if (!AE || AE->getNumOperands() != 2)
+    return false;
+
+  L = AE->getOperand(0);
+  R = AE->getOperand(1);
+  Flags = AE->getNoWrapFlags();
+  return true;
+}
+
+bool ScalarEvolution::computeConstantDifference(const SCEV *Less,
+                                                const SCEV *More,
+                                                APInt &C) {
+  // We avoid subtracting expressions here because this function is usually
+  // fairly deep in the call stack (i.e. is called many times).
+
+  if (isa<SCEVAddRecExpr>(Less) && isa<SCEVAddRecExpr>(More)) {
+    const auto *LAR = cast<SCEVAddRecExpr>(Less);
+    const auto *MAR = cast<SCEVAddRecExpr>(More);
+
+    if (LAR->getLoop() != MAR->getLoop())
+      return false;
+
+    // We look at affine expressions only; not for correctness but to keep
+    // getStepRecurrence cheap.
+    if (!LAR->isAffine() || !MAR->isAffine())
+      return false;
+
+    if (LAR->getStepRecurrence(*this) != MAR->getStepRecurrence(*this))
+      return false;
+
+    Less = LAR->getStart();
+    More = MAR->getStart();
+
+    // fall through
+  }
+
+  if (isa<SCEVConstant>(Less) && isa<SCEVConstant>(More)) {
+    const auto &M = cast<SCEVConstant>(More)->getAPInt();
+    const auto &L = cast<SCEVConstant>(Less)->getAPInt();
+    C = M - L;
+    return true;
+  }
+
+  const SCEV *L, *R;
+  SCEV::NoWrapFlags Flags;
+  if (splitBinaryAdd(Less, L, R, Flags))
+    if (const auto *LC = dyn_cast<SCEVConstant>(L))
+      if (R == More) {
+        C = -(LC->getAPInt());
+        return true;
+      }
+
+  if (splitBinaryAdd(More, L, R, Flags))
+    if (const auto *LC = dyn_cast<SCEVConstant>(L))
+      if (R == Less) {
+        C = LC->getAPInt();
+        return true;
+      }
+
+  return false;
+}
+
+bool ScalarEvolution::isImpliedCondOperandsViaNoOverflow(
+    ICmpInst::Predicate Pred, const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
+    const SCEV *FoundLHS, const SCEV *FoundRHS) {
+  if (Pred != CmpInst::ICMP_SLT && Pred != CmpInst::ICMP_ULT)
+    return false;
+
+  const auto *AddRecLHS = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(LHS);
+  if (!AddRecLHS)
+    return false;
+
+  const auto *AddRecFoundLHS = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(FoundLHS);
+  if (!AddRecFoundLHS)
+    return false;
+
+  // We'd like to let SCEV reason about control dependencies, so we constrain
+  // both the inequalities to be about add recurrences on the same loop.  This
+  // way we can use isLoopEntryGuardedByCond later.
+
+  const Loop *L = AddRecFoundLHS->getLoop();
+  if (L != AddRecLHS->getLoop())
+    return false;
+
+  //  FoundLHS u< FoundRHS u< -C =>  (FoundLHS + C) u< (FoundRHS + C) ... (1)
+  //
+  //  FoundLHS s< FoundRHS s< INT_MIN - C => (FoundLHS + C) s< (FoundRHS + C)
+  //                                                                  ... (2)
+  //
+  // Informal proof for (2), assuming (1) [*]:
+  //
+  // We'll also assume (A s< B) <=> ((A + INT_MIN) u< (B + INT_MIN)) ... (3)[**]
+  //
+  // Then
+  //
+  //       FoundLHS s< FoundRHS s< INT_MIN - C
+  // <=>  (FoundLHS + INT_MIN) u< (FoundRHS + INT_MIN) u< -C   [ using (3) ]
+  // <=>  (FoundLHS + INT_MIN + C) u< (FoundRHS + INT_MIN + C) [ using (1) ]
+  // <=>  (FoundLHS + INT_MIN + C + INT_MIN) s<
+  //                        (FoundRHS + INT_MIN + C + INT_MIN) [ using (3) ]
+  // <=>  FoundLHS + C s< FoundRHS + C
+  //
+  // [*]: (1) can be proved by ruling out overflow.
+  //
+  // [**]: This can be proved by analyzing all the four possibilities:
+  //    (A s< 0, B s< 0), (A s< 0, B s>= 0), (A s>= 0, B s< 0) and
+  //    (A s>= 0, B s>= 0).
+  //
+  // Note:
+  // Despite (2), "FoundRHS s< INT_MIN - C" does not mean that "FoundRHS + C"
+  // will not sign underflow.  For instance, say FoundLHS = (i8 -128), FoundRHS
+  // = (i8 -127) and C = (i8 -100).  Then INT_MIN - C = (i8 -28), and FoundRHS
+  // s< (INT_MIN - C).  Lack of sign overflow / underflow in "FoundRHS + C" is
+  // neither necessary nor sufficient to prove "(FoundLHS + C) s< (FoundRHS +
+  // C)".
+
+  APInt LDiff, RDiff;
+  if (!computeConstantDifference(FoundLHS, LHS, LDiff) ||
+      !computeConstantDifference(FoundRHS, RHS, RDiff) ||
+      LDiff != RDiff)
+    return false;
+
+  if (LDiff == 0)
+    return true;
+
+  APInt FoundRHSLimit;
+
+  if (Pred == CmpInst::ICMP_ULT) {
+    FoundRHSLimit = -RDiff;
+  } else {
+    assert(Pred == CmpInst::ICMP_SLT && "Checked above!");
+    FoundRHSLimit = APInt::getSignedMinValue(getTypeSizeInBits(RHS->getType())) - RDiff;
+  }
+
+  // Try to prove (1) or (2), as needed.
+  return isLoopEntryGuardedByCond(L, Pred, FoundRHS,
+                                  getConstant(FoundRHSLimit));
+}
+
 /// isImpliedCondOperands - Test whether the condition described by Pred,
 /// LHS, and RHS is true whenever the condition described by Pred, FoundLHS,
 /// and FoundRHS is true.
@@ -7246,6 +7920,9 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCondOperands(ICmpInst::Predicate Pred,
   if (isImpliedCondOperandsViaRanges(Pred, LHS, RHS, FoundLHS, FoundRHS))
     return true;
 
+  if (isImpliedCondOperandsViaNoOverflow(Pred, LHS, RHS, FoundLHS, FoundRHS))
+    return true;
+
   return isImpliedCondOperandsHelper(Pred, LHS, RHS,
                                      FoundLHS, FoundRHS) ||
          // ~x < ~y --> x > y
@@ -7258,17 +7935,13 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCondOperands(ICmpInst::Predicate Pred,
 /// If Expr computes ~A, return A else return nullptr
 static const SCEV *MatchNotExpr(const SCEV *Expr) {
   const SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr);
-  if (!Add || Add->getNumOperands() != 2) return nullptr;
-
-  const SCEVConstant *AddLHS = dyn_cast<SCEVConstant>(Add->getOperand(0));
-  if (!(AddLHS && AddLHS->getValue()->getValue().isAllOnesValue()))
+  if (!Add || Add->getNumOperands() != 2 ||
+      !Add->getOperand(0)->isAllOnesValue())
     return nullptr;
 
   const SCEVMulExpr *AddRHS = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Add->getOperand(1));
-  if (!AddRHS || AddRHS->getNumOperands() != 2) return nullptr;
-
-  const SCEVConstant *MulLHS = dyn_cast<SCEVConstant>(AddRHS->getOperand(0));
-  if (!(MulLHS && MulLHS->getValue()->getValue().isAllOnesValue()))
+  if (!AddRHS || AddRHS->getNumOperands() != 2 ||
+      !AddRHS->getOperand(0)->isAllOnesValue())
     return nullptr;
 
   return AddRHS->getOperand(1);
@@ -7282,8 +7955,7 @@ static bool IsMaxConsistingOf(const SCEV *MaybeMaxExpr,
   const MaxExprType *MaxExpr = dyn_cast<MaxExprType>(MaybeMaxExpr);
   if (!MaxExpr) return false;
 
-  auto It = std::find(MaxExpr->op_begin(), MaxExpr->op_end(), Candidate);
-  return It != MaxExpr->op_end();
+  return find(MaxExpr->operands(), Candidate) != MaxExpr->op_end();
 }
 
 
@@ -7299,6 +7971,38 @@ static bool IsMinConsistingOf(ScalarEvolution &SE,
   return IsMaxConsistingOf<MaxExprType>(MaybeMaxExpr, SE.getNotSCEV(Candidate));
 }
 
+static bool IsKnownPredicateViaAddRecStart(ScalarEvolution &SE,
+                                           ICmpInst::Predicate Pred,
+                                           const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) {
+
+  // If both sides are affine addrecs for the same loop, with equal
+  // steps, and we know the recurrences don't wrap, then we only
+  // need to check the predicate on the starting values.
+
+  if (!ICmpInst::isRelational(Pred))
+    return false;
+
+  const SCEVAddRecExpr *LAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(LHS);
+  if (!LAR)
+    return false;
+  const SCEVAddRecExpr *RAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(RHS);
+  if (!RAR)
+    return false;
+  if (LAR->getLoop() != RAR->getLoop())
+    return false;
+  if (!LAR->isAffine() || !RAR->isAffine())
+    return false;
+
+  if (LAR->getStepRecurrence(SE) != RAR->getStepRecurrence(SE))
+    return false;
+
+  SCEV::NoWrapFlags NW = ICmpInst::isSigned(Pred) ?
+                         SCEV::FlagNSW : SCEV::FlagNUW;
+  if (!LAR->getNoWrapFlags(NW) || !RAR->getNoWrapFlags(NW))
+    return false;
+
+  return SE.isKnownPredicate(Pred, LAR->getStart(), RAR->getStart());
+}
 
 /// Is LHS `Pred` RHS true on the virtue of LHS or RHS being a Min or Max
 /// expression?
@@ -7344,7 +8048,9 @@ ScalarEvolution::isImpliedCondOperandsHelper(ICmpInst::Predicate Pred,
   auto IsKnownPredicateFull =
       [this](ICmpInst::Predicate Pred, const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) {
     return isKnownPredicateWithRanges(Pred, LHS, RHS) ||
-        IsKnownPredicateViaMinOrMax(*this, Pred, LHS, RHS);
+           IsKnownPredicateViaMinOrMax(*this, Pred, LHS, RHS) ||
+           IsKnownPredicateViaAddRecStart(*this, Pred, LHS, RHS) ||
+           isKnownPredicateViaNoOverflow(Pred, LHS, RHS);
   };
 
   switch (Pred) {
@@ -7400,7 +8106,7 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCondOperandsViaRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
       !isa<SCEVConstant>(AddLHS->getOperand(0)))
     return false;
 
-  APInt ConstFoundRHS = cast<SCEVConstant>(FoundRHS)->getValue()->getValue();
+  APInt ConstFoundRHS = cast<SCEVConstant>(FoundRHS)->getAPInt();
 
   // `FoundLHSRange` is the range we know `FoundLHS` to be in by virtue of the
   // antecedent "`FoundLHS` `Pred` `FoundRHS`".
@@ -7409,13 +8115,12 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCondOperandsViaRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
 
   // Since `LHS` is `FoundLHS` + `AddLHS->getOperand(0)`, we can compute a range
   // for `LHS`:
-  APInt Addend =
-      cast<SCEVConstant>(AddLHS->getOperand(0))->getValue()->getValue();
+  APInt Addend = cast<SCEVConstant>(AddLHS->getOperand(0))->getAPInt();
   ConstantRange LHSRange = FoundLHSRange.add(ConstantRange(Addend));
 
   // We can also compute the range of values for `LHS` that satisfy the
   // consequent, "`LHS` `Pred` `RHS`":
-  APInt ConstRHS = cast<SCEVConstant>(RHS)->getValue()->getValue();
+  APInt ConstRHS = cast<SCEVConstant>(RHS)->getAPInt();
   ConstantRange SatisfyingLHSRange =
       ConstantRange::makeSatisfyingICmpRegion(Pred, ConstRHS);
 
@@ -7432,7 +8137,7 @@ bool ScalarEvolution::doesIVOverflowOnLT(const SCEV *RHS, const SCEV *Stride,
   if (NoWrap) return false;
 
   unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(RHS->getType());
-  const SCEV *One = getConstant(Stride->getType(), 1);
+  const SCEV *One = getOne(Stride->getType());
 
   if (IsSigned) {
     APInt MaxRHS = getSignedRange(RHS).getSignedMax();
@@ -7461,7 +8166,7 @@ bool ScalarEvolution::doesIVOverflowOnGT(const SCEV *RHS, const SCEV *Stride,
   if (NoWrap) return false;
 
   unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(RHS->getType());
-  const SCEV *One = getConstant(Stride->getType(), 1);
+  const SCEV *One = getOne(Stride->getType());
 
   if (IsSigned) {
     APInt MinRHS = getSignedRange(RHS).getSignedMin();
@@ -7486,7 +8191,7 @@ bool ScalarEvolution::doesIVOverflowOnGT(const SCEV *RHS, const SCEV *Stride,
 // stride and presence of the equality in the comparison.
 const SCEV *ScalarEvolution::computeBECount(const SCEV *Delta, const SCEV *Step,
                                             bool Equality) {
-  const SCEV *One = getConstant(Step->getType(), 1);
+  const SCEV *One = getOne(Step->getType());
   Delta = Equality ? getAddExpr(Delta, Step)
                    : getAddExpr(Delta, getMinusSCEV(Step, One));
   return getUDivExpr(Delta, Step);
@@ -7539,7 +8244,7 @@ ScalarEvolution::HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
     // overflow, in which case if RHS - Start is a constant, we don't need to
     // do a max operation since we can just figure it out statically
     if (NoWrap && isa<SCEVConstant>(Diff)) {
-      APInt D = dyn_cast<const SCEVConstant>(Diff)->getValue()->getValue();
+      APInt D = dyn_cast<const SCEVConstant>(Diff)->getAPInt();
       if (D.isNegative())
         End = Start;
     } else
@@ -7620,7 +8325,7 @@ ScalarEvolution::HowManyGreaterThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
     // overflow, in which case if RHS - Start is a constant, we don't need to
     // do a max operation since we can just figure it out statically
     if (NoWrap && isa<SCEVConstant>(Diff)) {
-      APInt D = dyn_cast<const SCEVConstant>(Diff)->getValue()->getValue();
+      APInt D = dyn_cast<const SCEVConstant>(Diff)->getAPInt();
       if (!D.isNegative())
         End = Start;
     } else
@@ -7675,23 +8380,20 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
   if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(getStart()))
     if (!SC->getValue()->isZero()) {
       SmallVector<const SCEV *, 4> Operands(op_begin(), op_end());
-      Operands[0] = SE.getConstant(SC->getType(), 0);
+      Operands[0] = SE.getZero(SC->getType());
       const SCEV *Shifted = SE.getAddRecExpr(Operands, getLoop(),
                                              getNoWrapFlags(FlagNW));
-      if (const SCEVAddRecExpr *ShiftedAddRec =
-            dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Shifted))
+      if (const auto *ShiftedAddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Shifted))
         return ShiftedAddRec->getNumIterationsInRange(
-                           Range.subtract(SC->getValue()->getValue()), SE);
+            Range.subtract(SC->getAPInt()), SE);
       // This is strange and shouldn't happen.
       return SE.getCouldNotCompute();
     }
 
   // The only time we can solve this is when we have all constant indices.
   // Otherwise, we cannot determine the overflow conditions.
-  for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i)
-    if (!isa<SCEVConstant>(getOperand(i)))
-      return SE.getCouldNotCompute();
-
+  if (any_of(operands(), [](const SCEV *Op) { return !isa<SCEVConstant>(Op); }))
+    return SE.getCouldNotCompute();
 
   // Okay at this point we know that all elements of the chrec are constants and
   // that the start element is zero.
@@ -7700,7 +8402,7 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
   // iteration exits.
   unsigned BitWidth = SE.getTypeSizeInBits(getType());
   if (!Range.contains(APInt(BitWidth, 0)))
-    return SE.getConstant(getType(), 0);
+    return SE.getZero(getType());
 
   if (isAffine()) {
     // If this is an affine expression then we have this situation:
@@ -7711,7 +8413,7 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
     // If A is negative then the lower of the range is the last possible loop
     // value.  Also note that we already checked for a full range.
     APInt One(BitWidth,1);
-    APInt A     = cast<SCEVConstant>(getOperand(1))->getValue()->getValue();
+    APInt A = cast<SCEVConstant>(getOperand(1))->getAPInt();
     APInt End = A.sge(One) ? (Range.getUpper() - One) : Range.getLower();
 
     // The exit value should be (End+A)/A.
@@ -7743,15 +8445,13 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
                                              FlagAnyWrap);
 
     // Next, solve the constructed addrec
-    std::pair<const SCEV *,const SCEV *> Roots =
-      SolveQuadraticEquation(cast<SCEVAddRecExpr>(NewAddRec), SE);
+    auto Roots = SolveQuadraticEquation(cast<SCEVAddRecExpr>(NewAddRec), SE);
     const SCEVConstant *R1 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.first);
     const SCEVConstant *R2 = dyn_cast<SCEVConstant>(Roots.second);
     if (R1) {
       // Pick the smallest positive root value.
-      if (ConstantInt *CB =
-          dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_ULT,
-                         R1->getValue(), R2->getValue()))) {
+      if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(
+              ICmpInst::ICMP_ULT, R1->getValue(), R2->getValue()))) {
         if (!CB->getZExtValue())
           std::swap(R1, R2);   // R1 is the minimum root now.
 
@@ -7764,7 +8464,7 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
         if (Range.contains(R1Val->getValue())) {
           // The next iteration must be out of the range...
           ConstantInt *NextVal =
-                ConstantInt::get(SE.getContext(), R1->getValue()->getValue()+1);
+              ConstantInt::get(SE.getContext(), R1->getAPInt() + 1);
 
           R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, NextVal, SE);
           if (!Range.contains(R1Val->getValue()))
@@ -7775,7 +8475,7 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
         // If R1 was not in the range, then it is a good return value.  Make
         // sure that R1-1 WAS in the range though, just in case.
         ConstantInt *NextVal =
-               ConstantInt::get(SE.getContext(), R1->getValue()->getValue()-1);
+            ConstantInt::get(SE.getContext(), R1->getAPInt() - 1);
         R1Val = EvaluateConstantChrecAtConstant(this, NextVal, SE);
         if (Range.contains(R1Val->getValue()))
           return R1;
@@ -7859,9 +8559,84 @@ struct SCEVCollectTerms {
   }
   bool isDone() const { return false; }
 };
+
+// Check if a SCEV contains an AddRecExpr.
+struct SCEVHasAddRec {
+  bool &ContainsAddRec;
+
+  SCEVHasAddRec(bool &ContainsAddRec) : ContainsAddRec(ContainsAddRec) {
+   ContainsAddRec = false;
+  }
+
+  bool follow(const SCEV *S) {
+    if (isa<SCEVAddRecExpr>(S)) {
+      ContainsAddRec = true;
+
+      // Stop recursion: once we collected a term, do not walk its operands.
+      return false;
+    }
+
+    // Keep looking.
+    return true;
+  }
+  bool isDone() const { return false; }
+};
+
+// Find factors that are multiplied with an expression that (possibly as a
+// subexpression) contains an AddRecExpr. In the expression:
+//
+//  8 * (100 +  %p * %q * (%a + {0, +, 1}_loop))
+//
+// "%p * %q" are factors multiplied by the expression "(%a + {0, +, 1}_loop)"
+// that contains the AddRec {0, +, 1}_loop. %p * %q are likely to be array size
+// parameters as they form a product with an induction variable.
+//
+// This collector expects all array size parameters to be in the same MulExpr.
+// It might be necessary to later add support for collecting parameters that are
+// spread over different nested MulExpr.
+struct SCEVCollectAddRecMultiplies {
+  SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms;
+  ScalarEvolution &SE;
+
+  SCEVCollectAddRecMultiplies(SmallVectorImpl<const SCEV *> &T, ScalarEvolution &SE)
+      : Terms(T), SE(SE) {}
+
+  bool follow(const SCEV *S) {
+    if (auto *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(S)) {
+      bool HasAddRec = false;
+      SmallVector<const SCEV *, 0> Operands;
+      for (auto Op : Mul->operands()) {
+        if (isa<SCEVUnknown>(Op)) {
+          Operands.push_back(Op);
+        } else {
+          bool ContainsAddRec;
+          SCEVHasAddRec ContiansAddRec(ContainsAddRec);
+          visitAll(Op, ContiansAddRec);
+          HasAddRec |= ContainsAddRec;
+        }
+      }
+      if (Operands.size() == 0)
+        return true;
+
+      if (!HasAddRec)
+        return false;
+
+      Terms.push_back(SE.getMulExpr(Operands));
+      // Stop recursion: once we collected a term, do not walk its operands.
+      return false;
+    }
+
+    // Keep looking.
+    return true;
+  }
+  bool isDone() const { return false; }
+};
 }
 
-/// Find parametric terms in this SCEVAddRecExpr.
+/// Find parametric terms in this SCEVAddRecExpr. We first for parameters in
+/// two places:
+///   1) The strides of AddRec expressions.
+///   2) Unknowns that are multiplied with AddRec expressions.
 void ScalarEvolution::collectParametricTerms(const SCEV *Expr,
     SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms) {
   SmallVector<const SCEV *, 4> Strides;
@@ -7884,6 +8659,9 @@ void ScalarEvolution::collectParametricTerms(const SCEV *Expr,
       for (const SCEV *T : Terms)
         dbgs() << *T << "\n";
     });
+
+  SCEVCollectAddRecMultiplies MulCollector(Terms, *this);
+  visitAll(Expr, MulCollector);
 }
 
 static bool findArrayDimensionsRec(ScalarEvolution &SE,
@@ -7933,30 +8711,28 @@ static bool findArrayDimensionsRec(ScalarEvolution &SE,
   return true;
 }
 
-namespace {
-struct FindParameter {
-  bool FoundParameter;
-  FindParameter() : FoundParameter(false) {}
-
-  bool follow(const SCEV *S) {
-    if (isa<SCEVUnknown>(S)) {
-      FoundParameter = true;
-      // Stop recursion: we found a parameter.
-      return false;
-    }
-    // Keep looking.
-    return true;
-  }
-  bool isDone() const {
-    // Stop recursion if we have found a parameter.
-    return FoundParameter;
-  }
-};
-}
-
 // Returns true when S contains at least a SCEVUnknown parameter.
 static inline bool
 containsParameters(const SCEV *S) {
+  struct FindParameter {
+    bool FoundParameter;
+    FindParameter() : FoundParameter(false) {}
+
+    bool follow(const SCEV *S) {
+      if (isa<SCEVUnknown>(S)) {
+        FoundParameter = true;
+        // Stop recursion: we found a parameter.
+        return false;
+      }
+      // Keep looking.
+      return true;
+    }
+    bool isDone() const {
+      // Stop recursion if we have found a parameter.
+      return FoundParameter;
+    }
+  };
+
   FindParameter F;
   SCEVTraversal<FindParameter> ST(F);
   ST.visitAll(S);
@@ -8044,11 +8820,13 @@ void ScalarEvolution::findArrayDimensions(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms,
 
   ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution *>(this);
 
-  // Divide all terms by the element size.
+  // Try to divide all terms by the element size. If term is not divisible by
+  // element size, proceed with the original term.
   for (const SCEV *&Term : Terms) {
     const SCEV *Q, *R;
     SCEVDivision::divide(SE, Term, ElementSize, &Q, &R);
-    Term = Q;
+    if (!Q->isZero())
+      Term = Q;
   }
 
   SmallVector<const SCEV *, 4> NewTerms;
@@ -8090,7 +8868,7 @@ void ScalarEvolution::computeAccessFunctions(
   if (Sizes.empty())
     return;
 
-  if (auto AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr))
+  if (auto *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr))
     if (!AR->isAffine())
       return;
 
@@ -8274,58 +9052,55 @@ ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::SCEVCallbackVH(Value *V, ScalarEvolution *se)
 //                   ScalarEvolution Class Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-ScalarEvolution::ScalarEvolution()
-    : FunctionPass(ID), WalkingBEDominatingConds(false), ValuesAtScopes(64),
-      LoopDispositions(64), BlockDispositions(64), FirstUnknown(nullptr) {
-  initializeScalarEvolutionPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-}
-
-bool ScalarEvolution::runOnFunction(Function &F) {
-  this->F = &F;
-  AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
-  LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
-  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
-  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
-  return false;
-}
-
-void ScalarEvolution::releaseMemory() {
+ScalarEvolution::ScalarEvolution(Function &F, TargetLibraryInfo &TLI,
+                                 AssumptionCache &AC, DominatorTree &DT,
+                                 LoopInfo &LI)
+    : F(F), TLI(TLI), AC(AC), DT(DT), LI(LI),
+      CouldNotCompute(new SCEVCouldNotCompute()),
+      WalkingBEDominatingConds(false), ProvingSplitPredicate(false),
+      ValuesAtScopes(64), LoopDispositions(64), BlockDispositions(64),
+      FirstUnknown(nullptr) {}
+
+ScalarEvolution::ScalarEvolution(ScalarEvolution &&Arg)
+    : F(Arg.F), TLI(Arg.TLI), AC(Arg.AC), DT(Arg.DT), LI(Arg.LI),
+      CouldNotCompute(std::move(Arg.CouldNotCompute)),
+      ValueExprMap(std::move(Arg.ValueExprMap)),
+      WalkingBEDominatingConds(false), ProvingSplitPredicate(false),
+      BackedgeTakenCounts(std::move(Arg.BackedgeTakenCounts)),
+      ConstantEvolutionLoopExitValue(
+          std::move(Arg.ConstantEvolutionLoopExitValue)),
+      ValuesAtScopes(std::move(Arg.ValuesAtScopes)),
+      LoopDispositions(std::move(Arg.LoopDispositions)),
+      BlockDispositions(std::move(Arg.BlockDispositions)),
+      UnsignedRanges(std::move(Arg.UnsignedRanges)),
+      SignedRanges(std::move(Arg.SignedRanges)),
+      UniqueSCEVs(std::move(Arg.UniqueSCEVs)),
+      UniquePreds(std::move(Arg.UniquePreds)),
+      SCEVAllocator(std::move(Arg.SCEVAllocator)),
+      FirstUnknown(Arg.FirstUnknown) {
+  Arg.FirstUnknown = nullptr;
+}
+
+ScalarEvolution::~ScalarEvolution() {
   // Iterate through all the SCEVUnknown instances and call their
   // destructors, so that they release their references to their values.
-  for (SCEVUnknown *U = FirstUnknown; U; U = U->Next)
-    U->~SCEVUnknown();
+  for (SCEVUnknown *U = FirstUnknown; U;) {
+    SCEVUnknown *Tmp = U;
+    U = U->Next;
+    Tmp->~SCEVUnknown();
+  }
   FirstUnknown = nullptr;
 
   ValueExprMap.clear();
 
   // Free any extra memory created for ExitNotTakenInfo in the unlikely event
   // that a loop had multiple computable exits.
-  for (DenseMap<const Loop*, BackedgeTakenInfo>::iterator I =
-         BackedgeTakenCounts.begin(), E = BackedgeTakenCounts.end();
-       I != E; ++I) {
-    I->second.clear();
-  }
+  for (auto &BTCI : BackedgeTakenCounts)
+    BTCI.second.clear();
 
   assert(PendingLoopPredicates.empty() && "isImpliedCond garbage");
   assert(!WalkingBEDominatingConds && "isLoopBackedgeGuardedByCond garbage!");
-
-  BackedgeTakenCounts.clear();
-  ConstantEvolutionLoopExitValue.clear();
-  ValuesAtScopes.clear();
-  LoopDispositions.clear();
-  BlockDispositions.clear();
-  UnsignedRanges.clear();
-  SignedRanges.clear();
-  UniqueSCEVs.clear();
-  SCEVAllocator.Reset();
-}
-
-void ScalarEvolution::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.setPreservesAll();
-  AU.addRequiredTransitive<AssumptionCacheTracker>();
-  AU.addRequiredTransitive<LoopInfoWrapperPass>();
-  AU.addRequiredTransitive<DominatorTreeWrapperPass>();
-  AU.addRequiredTransitive<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+  assert(!ProvingSplitPredicate && "ProvingSplitPredicate garbage!");
 }
 
 bool ScalarEvolution::hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
@@ -8367,7 +9142,7 @@ static void PrintLoopInfo(raw_ostream &OS, ScalarEvolution *SE,
   OS << "\n";
 }
 
-void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
+void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS) const {
   // ScalarEvolution's implementation of the print method is to print
   // out SCEV values of all instructions that are interesting. Doing
   // this potentially causes it to create new SCEV objects though,
@@ -8377,13 +9152,13 @@ void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
   ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution *>(this);
 
   OS << "Classifying expressions for: ";
-  F->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
+  F.printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
   OS << "\n";
-  for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
-    if (isSCEVable(I->getType()) && !isa<CmpInst>(*I)) {
-      OS << *I << '\n';
+  for (Instruction &I : instructions(F))
+    if (isSCEVable(I.getType()) && !isa<CmpInst>(I)) {
+      OS << I << '\n';
       OS << "  -->  ";
-      const SCEV *SV = SE.getSCEV(&*I);
+      const SCEV *SV = SE.getSCEV(&I);
       SV->print(OS);
       if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(SV)) {
         OS << " U: ";
@@ -8392,7 +9167,7 @@ void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
         SE.getSignedRange(SV).print(OS);
       }
 
-      const Loop *L = LI->getLoopFor((*I).getParent());
+      const Loop *L = LI.getLoopFor(I.getParent());
 
       const SCEV *AtUse = SE.getSCEVAtScope(SV, L);
       if (AtUse != SV) {
@@ -8420,9 +9195,9 @@ void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
     }
 
   OS << "Determining loop execution counts for: ";
-  F->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
+  F.printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
   OS << "\n";
-  for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
+  for (LoopInfo::iterator I = LI.begin(), E = LI.end(); I != E; ++I)
     PrintLoopInfo(OS, &SE, *I);
 }
 
@@ -8475,9 +9250,8 @@ ScalarEvolution::computeLoopDisposition(const SCEV *S, const Loop *L) {
 
     // This recurrence is variant w.r.t. L if any of its operands
     // are variant.
-    for (SCEVAddRecExpr::op_iterator I = AR->op_begin(), E = AR->op_end();
-         I != E; ++I)
-      if (!isLoopInvariant(*I, L))
+    for (auto *Op : AR->operands())
+      if (!isLoopInvariant(Op, L))
         return LoopVariant;
 
     // Otherwise it's loop-invariant.
@@ -8487,11 +9261,9 @@ ScalarEvolution::computeLoopDisposition(const SCEV *S, const Loop *L) {
   case scMulExpr:
   case scUMaxExpr:
   case scSMaxExpr: {
-    const SCEVNAryExpr *NAry = cast<SCEVNAryExpr>(S);
     bool HasVarying = false;
-    for (SCEVNAryExpr::op_iterator I = NAry->op_begin(), E = NAry->op_end();
-         I != E; ++I) {
-      LoopDisposition D = getLoopDisposition(*I, L);
+    for (auto *Op : cast<SCEVNAryExpr>(S)->operands()) {
+      LoopDisposition D = getLoopDisposition(Op, L);
       if (D == LoopVariant)
         return LoopVariant;
       if (D == LoopComputable)
@@ -8515,7 +9287,7 @@ ScalarEvolution::computeLoopDisposition(const SCEV *S, const Loop *L) {
     // invariant if they are not contained in the specified loop.
     // Instructions are never considered invariant in the function body
     // (null loop) because they are defined within the "loop".
-    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(cast<SCEVUnknown>(S)->getValue()))
+    if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(cast<SCEVUnknown>(S)->getValue()))
       return (L && !L->contains(I)) ? LoopInvariant : LoopVariant;
     return LoopInvariant;
   case scCouldNotCompute:
@@ -8566,7 +9338,7 @@ ScalarEvolution::computeBlockDisposition(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
     // produces the addrec's value is a PHI, and a PHI effectively properly
     // dominates its entire containing block.
     const SCEVAddRecExpr *AR = cast<SCEVAddRecExpr>(S);
-    if (!DT->dominates(AR->getLoop()->getHeader(), BB))
+    if (!DT.dominates(AR->getLoop()->getHeader(), BB))
       return DoesNotDominateBlock;
   }
   // FALL THROUGH into SCEVNAryExpr handling.
@@ -8576,9 +9348,8 @@ ScalarEvolution::computeBlockDisposition(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
   case scSMaxExpr: {
     const SCEVNAryExpr *NAry = cast<SCEVNAryExpr>(S);
     bool Proper = true;
-    for (SCEVNAryExpr::op_iterator I = NAry->op_begin(), E = NAry->op_end();
-         I != E; ++I) {
-      BlockDisposition D = getBlockDisposition(*I, BB);
+    for (const SCEV *NAryOp : NAry->operands()) {
+      BlockDisposition D = getBlockDisposition(NAryOp, BB);
       if (D == DoesNotDominateBlock)
         return DoesNotDominateBlock;
       if (D == DominatesBlock)
@@ -8603,7 +9374,7 @@ ScalarEvolution::computeBlockDisposition(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
           dyn_cast<Instruction>(cast<SCEVUnknown>(S)->getValue())) {
       if (I->getParent() == BB)
         return DominatesBlock;
-      if (DT->properlyDominates(I->getParent(), BB))
+      if (DT.properlyDominates(I->getParent(), BB))
         return ProperlyDominatesBlock;
       return DoesNotDominateBlock;
     }
@@ -8622,24 +9393,22 @@ bool ScalarEvolution::properlyDominates(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
   return getBlockDisposition(S, BB) == ProperlyDominatesBlock;
 }
 
-namespace {
-// Search for a SCEV expression node within an expression tree.
-// Implements SCEVTraversal::Visitor.
-struct SCEVSearch {
-  const SCEV *Node;
-  bool IsFound;
+bool ScalarEvolution::hasOperand(const SCEV *S, const SCEV *Op) const {
+  // Search for a SCEV expression node within an expression tree.
+  // Implements SCEVTraversal::Visitor.
+  struct SCEVSearch {
+    const SCEV *Node;
+    bool IsFound;
 
-  SCEVSearch(const SCEV *N): Node(N), IsFound(false) {}
+    SCEVSearch(const SCEV *N): Node(N), IsFound(false) {}
 
-  bool follow(const SCEV *S) {
-    IsFound |= (S == Node);
-    return !IsFound;
-  }
-  bool isDone() const { return IsFound; }
-};
-}
+    bool follow(const SCEV *S) {
+      IsFound |= (S == Node);
+      return !IsFound;
+    }
+    bool isDone() const { return IsFound; }
+  };
 
-bool ScalarEvolution::hasOperand(const SCEV *S, const SCEV *Op) const {
   SCEVSearch Search(Op);
   visitAll(S, Search);
   return Search.IsFound;
@@ -8678,43 +9447,39 @@ static void replaceSubString(std::string &Str, StringRef From, StringRef To) {
 /// getLoopBackedgeTakenCounts - Helper method for verifyAnalysis.
 static void
 getLoopBackedgeTakenCounts(Loop *L, VerifyMap &Map, ScalarEvolution &SE) {
-  for (Loop::reverse_iterator I = L->rbegin(), E = L->rend(); I != E; ++I) {
-    getLoopBackedgeTakenCounts(*I, Map, SE); // recurse.
-
-    std::string &S = Map[L];
-    if (S.empty()) {
-      raw_string_ostream OS(S);
-      SE.getBackedgeTakenCount(L)->print(OS);
+  std::string &S = Map[L];
+  if (S.empty()) {
+    raw_string_ostream OS(S);
+    SE.getBackedgeTakenCount(L)->print(OS);
 
-      // false and 0 are semantically equivalent. This can happen in dead loops.
-      replaceSubString(OS.str(), "false", "0");
-      // Remove wrap flags, their use in SCEV is highly fragile.
-      // FIXME: Remove this when SCEV gets smarter about them.
-      replaceSubString(OS.str(), "<nw>", "");
-      replaceSubString(OS.str(), "<nsw>", "");
-      replaceSubString(OS.str(), "<nuw>", "");
-    }
+    // false and 0 are semantically equivalent. This can happen in dead loops.
+    replaceSubString(OS.str(), "false", "0");
+    // Remove wrap flags, their use in SCEV is highly fragile.
+    // FIXME: Remove this when SCEV gets smarter about them.
+    replaceSubString(OS.str(), "<nw>", "");
+    replaceSubString(OS.str(), "<nsw>", "");
+    replaceSubString(OS.str(), "<nuw>", "");
   }
-}
 
-void ScalarEvolution::verifyAnalysis() const {
-  if (!VerifySCEV)
-    return;
+  for (auto *R : reverse(*L))
+    getLoopBackedgeTakenCounts(R, Map, SE); // recurse.
+}
 
+void ScalarEvolution::verify() const {
   ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution *>(this);
 
   // Gather stringified backedge taken counts for all loops using SCEV's caches.
   // FIXME: It would be much better to store actual values instead of strings,
   //        but SCEV pointers will change if we drop the caches.
   VerifyMap BackedgeDumpsOld, BackedgeDumpsNew;
-  for (LoopInfo::reverse_iterator I = LI->rbegin(), E = LI->rend(); I != E; ++I)
+  for (LoopInfo::reverse_iterator I = LI.rbegin(), E = LI.rend(); I != E; ++I)
     getLoopBackedgeTakenCounts(*I, BackedgeDumpsOld, SE);
 
-  // Gather stringified backedge taken counts for all loops without using
-  // SCEV's caches.
-  SE.releaseMemory();
-  for (LoopInfo::reverse_iterator I = LI->rbegin(), E = LI->rend(); I != E; ++I)
-    getLoopBackedgeTakenCounts(*I, BackedgeDumpsNew, SE);
+  // Gather stringified backedge taken counts for all loops using a fresh
+  // ScalarEvolution object.
+  ScalarEvolution SE2(F, TLI, AC, DT, LI);
+  for (LoopInfo::reverse_iterator I = LI.rbegin(), E = LI.rend(); I != E; ++I)
+    getLoopBackedgeTakenCounts(*I, BackedgeDumpsNew, SE2);
 
   // Now compare whether they're the same with and without caches. This allows
   // verifying that no pass changed the cache.
@@ -8747,3 +9512,238 @@ void ScalarEvolution::verifyAnalysis() const {
 
   // TODO: Verify more things.
 }
+
+char ScalarEvolutionAnalysis::PassID;
+
+ScalarEvolution ScalarEvolutionAnalysis::run(Function &F,
+                                             AnalysisManager<Function> *AM) {
+  return ScalarEvolution(F, AM->getResult<TargetLibraryAnalysis>(F),
+                         AM->getResult<AssumptionAnalysis>(F),
+                         AM->getResult<DominatorTreeAnalysis>(F),
+                         AM->getResult<LoopAnalysis>(F));
+}
+
+PreservedAnalyses
+ScalarEvolutionPrinterPass::run(Function &F, AnalysisManager<Function> *AM) {
+  AM->getResult<ScalarEvolutionAnalysis>(F).print(OS);
+  return PreservedAnalyses::all();
+}
+
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(ScalarEvolutionWrapperPass, "scalar-evolution",
+                      "Scalar Evolution Analysis", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(ScalarEvolutionWrapperPass, "scalar-evolution",
+                    "Scalar Evolution Analysis", false, true)
+char ScalarEvolutionWrapperPass::ID = 0;
+
+ScalarEvolutionWrapperPass::ScalarEvolutionWrapperPass() : FunctionPass(ID) {
+  initializeScalarEvolutionWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+}
+
+bool ScalarEvolutionWrapperPass::runOnFunction(Function &F) {
+  SE.reset(new ScalarEvolution(
+      F, getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI(),
+      getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F),
+      getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree(),
+      getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo()));
+  return false;
+}
+
+void ScalarEvolutionWrapperPass::releaseMemory() { SE.reset(); }
+
+void ScalarEvolutionWrapperPass::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
+  SE->print(OS);
+}
+
+void ScalarEvolutionWrapperPass::verifyAnalysis() const {
+  if (!VerifySCEV)
+    return;
+
+  SE->verify();
+}
+
+void ScalarEvolutionWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequiredTransitive<AssumptionCacheTracker>();
+  AU.addRequiredTransitive<LoopInfoWrapperPass>();
+  AU.addRequiredTransitive<DominatorTreeWrapperPass>();
+  AU.addRequiredTransitive<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+}
+
+const SCEVPredicate *
+ScalarEvolution::getEqualPredicate(const SCEVUnknown *LHS,
+                                   const SCEVConstant *RHS) {
+  FoldingSetNodeID ID;
+  // Unique this node based on the arguments
+  ID.AddInteger(SCEVPredicate::P_Equal);
+  ID.AddPointer(LHS);
+  ID.AddPointer(RHS);
+  void *IP = nullptr;
+  if (const auto *S = UniquePreds.FindNodeOrInsertPos(ID, IP))
+    return S;
+  SCEVEqualPredicate *Eq = new (SCEVAllocator)
+      SCEVEqualPredicate(ID.Intern(SCEVAllocator), LHS, RHS);
+  UniquePreds.InsertNode(Eq, IP);
+  return Eq;
+}
+
+namespace {
+class SCEVPredicateRewriter : public SCEVRewriteVisitor<SCEVPredicateRewriter> {
+public:
+  static const SCEV *rewrite(const SCEV *Scev, ScalarEvolution &SE,
+                             SCEVUnionPredicate &A) {
+    SCEVPredicateRewriter Rewriter(SE, A);
+    return Rewriter.visit(Scev);
+  }
+
+  SCEVPredicateRewriter(ScalarEvolution &SE, SCEVUnionPredicate &P)
+      : SCEVRewriteVisitor(SE), P(P) {}
+
+  const SCEV *visitUnknown(const SCEVUnknown *Expr) {
+    auto ExprPreds = P.getPredicatesForExpr(Expr);
+    for (auto *Pred : ExprPreds)
+      if (const auto *IPred = dyn_cast<const SCEVEqualPredicate>(Pred))
+        if (IPred->getLHS() == Expr)
+          return IPred->getRHS();
+
+    return Expr;
+  }
+
+private:
+  SCEVUnionPredicate &P;
+};
+} // end anonymous namespace
+
+const SCEV *ScalarEvolution::rewriteUsingPredicate(const SCEV *Scev,
+                                                   SCEVUnionPredicate &Preds) {
+  return SCEVPredicateRewriter::rewrite(Scev, *this, Preds);
+}
+
+/// SCEV predicates
+SCEVPredicate::SCEVPredicate(const FoldingSetNodeIDRef ID,
+                             SCEVPredicateKind Kind)
+    : FastID(ID), Kind(Kind) {}
+
+SCEVEqualPredicate::SCEVEqualPredicate(const FoldingSetNodeIDRef ID,
+                                       const SCEVUnknown *LHS,
+                                       const SCEVConstant *RHS)
+    : SCEVPredicate(ID, P_Equal), LHS(LHS), RHS(RHS) {}
+
+bool SCEVEqualPredicate::implies(const SCEVPredicate *N) const {
+  const auto *Op = dyn_cast<const SCEVEqualPredicate>(N);
+
+  if (!Op)
+    return false;
+
+  return Op->LHS == LHS && Op->RHS == RHS;
+}
+
+bool SCEVEqualPredicate::isAlwaysTrue() const { return false; }
+
+const SCEV *SCEVEqualPredicate::getExpr() const { return LHS; }
+
+void SCEVEqualPredicate::print(raw_ostream &OS, unsigned Depth) const {
+  OS.indent(Depth) << "Equal predicate: " << *LHS << " == " << *RHS << "\n";
+}
+
+/// Union predicates don't get cached so create a dummy set ID for it.
+SCEVUnionPredicate::SCEVUnionPredicate()
+    : SCEVPredicate(FoldingSetNodeIDRef(nullptr, 0), P_Union) {}
+
+bool SCEVUnionPredicate::isAlwaysTrue() const {
+  return all_of(Preds,
+                [](const SCEVPredicate *I) { return I->isAlwaysTrue(); });
+}
+
+ArrayRef<const SCEVPredicate *>
+SCEVUnionPredicate::getPredicatesForExpr(const SCEV *Expr) {
+  auto I = SCEVToPreds.find(Expr);
+  if (I == SCEVToPreds.end())
+    return ArrayRef<const SCEVPredicate *>();
+  return I->second;
+}
+
+bool SCEVUnionPredicate::implies(const SCEVPredicate *N) const {
+  if (const auto *Set = dyn_cast<const SCEVUnionPredicate>(N))
+    return all_of(Set->Preds,
+                  [this](const SCEVPredicate *I) { return this->implies(I); });
+
+  auto ScevPredsIt = SCEVToPreds.find(N->getExpr());
+  if (ScevPredsIt == SCEVToPreds.end())
+    return false;
+  auto &SCEVPreds = ScevPredsIt->second;
+
+  return any_of(SCEVPreds,
+                [N](const SCEVPredicate *I) { return I->implies(N); });
+}
+
+const SCEV *SCEVUnionPredicate::getExpr() const { return nullptr; }
+
+void SCEVUnionPredicate::print(raw_ostream &OS, unsigned Depth) const {
+  for (auto Pred : Preds)
+    Pred->print(OS, Depth);
+}
+
+void SCEVUnionPredicate::add(const SCEVPredicate *N) {
+  if (const auto *Set = dyn_cast<const SCEVUnionPredicate>(N)) {
+    for (auto Pred : Set->Preds)
+      add(Pred);
+    return;
+  }
+
+  if (implies(N))
+    return;
+
+  const SCEV *Key = N->getExpr();
+  assert(Key && "Only SCEVUnionPredicate doesn't have an "
+                " associated expression!");
+
+  SCEVToPreds[Key].push_back(N);
+  Preds.push_back(N);
+}
+
+PredicatedScalarEvolution::PredicatedScalarEvolution(ScalarEvolution &SE)
+    : SE(SE), Generation(0) {}
+
+const SCEV *PredicatedScalarEvolution::getSCEV(Value *V) {
+  const SCEV *Expr = SE.getSCEV(V);
+  RewriteEntry &Entry = RewriteMap[Expr];
+
+  // If we already have an entry and the version matches, return it.
+  if (Entry.second && Generation == Entry.first)
+    return Entry.second;
+
+  // We found an entry but it's stale. Rewrite the stale entry
+  // acording to the current predicate.
+  if (Entry.second)
+    Expr = Entry.second;
+
+  const SCEV *NewSCEV = SE.rewriteUsingPredicate(Expr, Preds);
+  Entry = {Generation, NewSCEV};
+
+  return NewSCEV;
+}
+
+void PredicatedScalarEvolution::addPredicate(const SCEVPredicate &Pred) {
+  if (Preds.implies(&Pred))
+    return;
+  Preds.add(&Pred);
+  updateGeneration();
+}
+
+const SCEVUnionPredicate &PredicatedScalarEvolution::getUnionPredicate() const {
+  return Preds;
+}
+
+void PredicatedScalarEvolution::updateGeneration() {
+  // If the generation number wrapped recompute everything.
+  if (++Generation == 0) {
+    for (auto &II : RewriteMap) {
+      const SCEV *Rewritten = II.second.second;
+      II.second = {Generation, SE.rewriteUsingPredicate(Rewritten, Preds)};
+    }
+  }
+}