[C++11] Add predecessors(BasicBlock *) / successors(BasicBlock *) iterator ranges.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScalarEvolution.cpp
index 0f54d7ebdaaca67978602926743f2dbe94ed77e4..fd5b86b4634bb0e97ef9f712c0b94abde393fc6c 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "scalar-evolution"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/IR/ConstantRange.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/InstIterator.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/IR/Operator.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
-#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
-#include "llvm/Support/InstIterator.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "scalar-evolution"
+
 STATISTIC(NumArrayLenItCounts,
           "Number of trip counts computed with array length");
 STATISTIC(NumTripCountsComputed,
@@ -114,7 +114,7 @@ VerifySCEV("verify-scev",
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(ScalarEvolution, "scalar-evolution",
                 "Scalar Evolution Analysis", false, true)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 INITIALIZE_PASS_END(ScalarEvolution, "scalar-evolution",
                 "Scalar Evolution Analysis", false, true)
@@ -136,9 +136,9 @@ void SCEV::dump() const {
 #endif
 
 void SCEV::print(raw_ostream &OS) const {
-  switch (getSCEVType()) {
+  switch (static_cast<SCEVTypes>(getSCEVType())) {
   case scConstant:
-    WriteAsOperand(OS, cast<SCEVConstant>(this)->getValue(), false);
+    cast<SCEVConstant>(this)->getValue()->printAsOperand(OS, false);
     return;
   case scTruncate: {
     const SCEVTruncateExpr *Trunc = cast<SCEVTruncateExpr>(this);
@@ -174,7 +174,7 @@ void SCEV::print(raw_ostream &OS) const {
     if (AR->getNoWrapFlags(FlagNW) &&
         !AR->getNoWrapFlags((NoWrapFlags)(FlagNUW | FlagNSW)))
       OS << "nw><";
-    WriteAsOperand(OS, AR->getLoop()->getHeader(), /*PrintType=*/false);
+    AR->getLoop()->getHeader()->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
     OS << ">";
     return;
   }
@@ -183,7 +183,7 @@ void SCEV::print(raw_ostream &OS) const {
   case scUMaxExpr:
   case scSMaxExpr: {
     const SCEVNAryExpr *NAry = cast<SCEVNAryExpr>(this);
-    const char *OpStr = 0;
+    const char *OpStr = nullptr;
     switch (NAry->getSCEVType()) {
     case scAddExpr: OpStr = " + "; break;
     case scMulExpr: OpStr = " * "; break;
@@ -194,7 +194,7 @@ void SCEV::print(raw_ostream &OS) const {
     for (SCEVNAryExpr::op_iterator I = NAry->op_begin(), E = NAry->op_end();
          I != E; ++I) {
       OS << **I;
-      if (llvm::next(I) != E)
+      if (std::next(I) != E)
         OS << OpStr;
     }
     OS << ")";
@@ -229,25 +229,24 @@ void SCEV::print(raw_ostream &OS) const {
     Constant *FieldNo;
     if (U->isOffsetOf(CTy, FieldNo)) {
       OS << "offsetof(" << *CTy << ", ";
-      WriteAsOperand(OS, FieldNo, false);
+      FieldNo->printAsOperand(OS, false);
       OS << ")";
       return;
     }
 
     // Otherwise just print it normally.
-    WriteAsOperand(OS, U->getValue(), false);
+    U->getValue()->printAsOperand(OS, false);
     return;
   }
   case scCouldNotCompute:
     OS << "***COULDNOTCOMPUTE***";
     return;
-  default: break;
   }
   llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
 }
 
 Type *SCEV::getType() const {
-  switch (getSCEVType()) {
+  switch (static_cast<SCEVTypes>(getSCEVType())) {
   case scConstant:
     return cast<SCEVConstant>(this)->getType();
   case scTruncate:
@@ -267,9 +266,8 @@ Type *SCEV::getType() const {
     return cast<SCEVUnknown>(this)->getType();
   case scCouldNotCompute:
     llvm_unreachable("Attempt to use a SCEVCouldNotCompute object!");
-  default:
-    llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
   }
+  llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
 }
 
 bool SCEV::isZero() const {
@@ -315,14 +313,14 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getConstant(ConstantInt *V) {
   FoldingSetNodeID ID;
   ID.AddInteger(scConstant);
   ID.AddPointer(V);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
   SCEV *S = new (SCEVAllocator) SCEVConstant(ID.Intern(SCEVAllocator), V);
   UniqueSCEVs.InsertNode(S, IP);
   return S;
 }
 
-const SCEV *ScalarEvolution::getConstant(const APIntVal) {
+const SCEV *ScalarEvolution::getConstant(const APInt &Val) {
   return getConstant(ConstantInt::get(getContext(), Val));
 }
 
@@ -368,7 +366,7 @@ void SCEVUnknown::deleted() {
   SE->UniqueSCEVs.RemoveNode(this);
 
   // Release the value.
-  setValPtr(0);
+  setValPtr(nullptr);
 }
 
 void SCEVUnknown::allUsesReplacedWith(Value *New) {
@@ -482,7 +480,7 @@ namespace {
       // 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 (LType) {
+      switch (static_cast<SCEVTypes>(LType)) {
       case scUnknown: {
         const SCEVUnknown *LU = cast<SCEVUnknown>(LHS);
         const SCEVUnknown *RU = cast<SCEVUnknown>(RHS);
@@ -619,9 +617,10 @@ namespace {
         return compare(LC->getOperand(), RC->getOperand());
       }
 
-      default:
-        llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
+      case scCouldNotCompute:
+        llvm_unreachable("Attempt to use a SCEVCouldNotCompute object!");
       }
+      llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
     }
   };
 }
@@ -831,7 +830,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getTruncateExpr(const SCEV *Op,
   ID.AddInteger(scTruncate);
   ID.AddPointer(Op);
   ID.AddPointer(Ty);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
 
   // Fold if the operand is constant.
@@ -921,7 +920,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getZeroExtendExpr(const SCEV *Op,
   ID.AddInteger(scZeroExtend);
   ID.AddPointer(Op);
   ID.AddPointer(Ty);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
 
   // zext(trunc(x)) --> zext(x) or x or trunc(x)
@@ -1074,7 +1073,7 @@ static const SCEV *getOverflowLimitForStep(const SCEV *Step,
     return SE->getConstant(APInt::getSignedMaxValue(BitWidth) -
                        SE->getSignedRange(Step).getSignedMin());
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 // The recurrence AR has been shown to have no signed wrap. Typically, if we can
@@ -1093,19 +1092,18 @@ static const SCEV *getPreStartForSignExtend(const SCEVAddRecExpr *AR,
   // Check for a simple looking step prior to loop entry.
   const SCEVAddExpr *SA = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Start);
   if (!SA)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Create an AddExpr for "PreStart" after subtracting Step. Full SCEV
   // subtraction is expensive. For this purpose, perform a quick and dirty
   // difference, by checking for Step in the operand list.
   SmallVector<const SCEV *, 4> DiffOps;
-  for (SCEVAddExpr::op_iterator I = SA->op_begin(), E = SA->op_end();
-       I != E; ++I) {
-    if (*I != Step)
-      DiffOps.push_back(*I);
-  }
+  for (const SCEV *Op : SA->operands())
+    if (Op != Step)
+      DiffOps.push_back(Op);
+
   if (DiffOps.size() == SA->getNumOperands())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // This is a postinc AR. Check for overflow on the preinc recurrence using the
   // same three conditions that getSignExtendedExpr checks.
@@ -1141,7 +1139,7 @@ static const SCEV *getPreStartForSignExtend(const SCEVAddRecExpr *AR,
       SE->isLoopEntryGuardedByCond(L, Pred, PreStart, OverflowLimit)) {
     return PreStart;
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 // Get the normalized sign-extended expression for this AddRec's Start.
@@ -1183,7 +1181,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
   ID.AddInteger(scSignExtend);
   ID.AddPointer(Op);
   ID.AddPointer(Ty);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
 
   // If the input value is provably positive, build a zext instead.
@@ -1203,6 +1201,23 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
       return getTruncateOrSignExtend(X, Ty);
   }
 
+  // sext(C1 + (C2 * x)) --> C1 + sext(C2 * x) if C1 < C2
+  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));
+      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 (C1.isStrictlyPositive() && C2.isStrictlyPositive() &&
+              C2.ugt(C1) && C2.isPowerOf2())
+            return getAddExpr(getSignExtendExpr(SC1, Ty),
+                              getSignExtendExpr(SMul, Ty));
+        }
+      }
+    }
+  }
   // 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
   // operands (often constants).  This allows analysis of something like
@@ -1294,6 +1309,22 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
                                L, AR->getNoWrapFlags());
         }
       }
+      // 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);
+      if (SC1 && SC2) {
+        const APInt &C1 = SC1->getValue()->getValue();
+        const APInt &C2 = SC2->getValue()->getValue();
+        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());
+          return getAddExpr(Start, getSignExtendExpr(NewAR, Ty));
+        }
+      }
     }
 
   // The cast wasn't folded; create an explicit cast node.
@@ -1342,9 +1373,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAnyExtendExpr(const SCEV *Op,
   // Force the cast to be folded into the operands of an addrec.
   if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Op)) {
     SmallVector<const SCEV *, 4> Ops;
-    for (SCEVAddRecExpr::op_iterator I = AR->op_begin(), E = AR->op_end();
-         I != E; ++I)
-      Ops.push_back(getAnyExtendExpr(*I, Ty));
+    for (const SCEV *Op : AR->operands())
+      Ops.push_back(getAnyExtendExpr(Op, Ty));
     return getAddRecExpr(Ops, AR->getLoop(), SCEV::FlagNW);
   }
 
@@ -1362,7 +1392,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAnyExtendExpr(const SCEV *Op,
 /// what it does, given a sequence of operands that would form an add
 /// expression like this:
 ///
-///    m + n + 13 + (A * (o + p + (B * q + m + 29))) + r + (-1 * r)
+///    m + n + 13 + (A * (o + p + (B * (q + m + 29)))) + r + (-1 * r)
 ///
 /// where A and B are constants, update the map with these values:
 ///
@@ -1813,7 +1843,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
   ID.AddInteger(scAddExpr);
   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
     ID.AddPointer(Ops[i]);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   SCEVAddExpr *S =
     static_cast<SCEVAddExpr *>(UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP));
   if (!S) {
@@ -2107,7 +2137,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
   ID.AddInteger(scMulExpr);
   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
     ID.AddPointer(Ops[i]);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   SCEVMulExpr *S =
     static_cast<SCEVMulExpr *>(UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP));
   if (!S) {
@@ -2232,7 +2262,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
   ID.AddInteger(scUDivExpr);
   ID.AddPointer(LHS);
   ID.AddPointer(RHS);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
   SCEV *S = new (SCEVAllocator) SCEVUDivExpr(ID.Intern(SCEVAllocator),
                                              LHS, RHS);
@@ -2240,6 +2270,77 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
   return S;
 }
 
+static const APInt gcd(const SCEVConstant *C1, const SCEVConstant *C2) {
+  APInt A = C1->getValue()->getValue().abs();
+  APInt B = C2->getValue()->getValue().abs();
+  uint32_t ABW = A.getBitWidth();
+  uint32_t BBW = B.getBitWidth();
+
+  if (ABW > BBW)
+    B = B.zext(ABW);
+  else if (ABW < BBW)
+    A = A.zext(BBW);
+
+  return APIntOps::GreatestCommonDivisor(A, B);
+}
+
+/// getUDivExactExpr - Get a canonical unsigned division expression, or
+/// something simpler if possible. There is no representation for an exact udiv
+/// in SCEV IR, but we can attempt to remove factors from the LHS and RHS.
+/// We can't do this when it's not exact because the udiv may be clearing bits.
+const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExactExpr(const SCEV *LHS,
+                                              const SCEV *RHS) {
+  // TODO: we could try to find factors in all sorts of things, but for now we
+  // just deal with u/exact (multiply, constant). See SCEVDivision towards the
+  // end of this file for inspiration.
+
+  const SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(LHS);
+  if (!Mul)
+    return getUDivExpr(LHS, RHS);
+
+  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 (LHSCst == RHSCst) {
+        SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
+        Operands.append(Mul->op_begin() + 1, Mul->op_end());
+        return getMulExpr(Operands);
+      }
+
+      // We can't just assume that LHSCst divides RHSCst cleanly, it could be
+      // that there's a factor provided by one of the other terms. We need to
+      // 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)));
+        SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
+        Operands.push_back(LHSCst);
+        Operands.append(Mul->op_begin() + 1, Mul->op_end());
+        LHS = getMulExpr(Operands);
+        RHS = RHSCst;
+        Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(LHS);
+        if (!Mul)
+          return getUDivExactExpr(LHS, RHS);
+      }
+    }
+  }
+
+  for (int i = 0, e = Mul->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    if (Mul->getOperand(i) == RHS) {
+      SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
+      Operands.append(Mul->op_begin(), Mul->op_begin() + i);
+      Operands.append(Mul->op_begin() + i + 1, Mul->op_end());
+      return getMulExpr(Operands);
+    }
+  }
+
+  return getUDivExpr(LHS, RHS);
+}
 
 /// getAddRecExpr - Get an add recurrence expression for the specified loop.
 /// Simplify the expression as much as possible.
@@ -2356,7 +2457,7 @@ ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
   for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
     ID.AddPointer(Operands[i]);
   ID.AddPointer(L);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   SCEVAddRecExpr *S =
     static_cast<SCEVAddRecExpr *>(UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP));
   if (!S) {
@@ -2464,7 +2565,7 @@ ScalarEvolution::getSMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
   ID.AddInteger(scSMaxExpr);
   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
     ID.AddPointer(Ops[i]);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
   const SCEV **O = SCEVAllocator.Allocate<const SCEV *>(Ops.size());
   std::uninitialized_copy(Ops.begin(), Ops.end(), O);
@@ -2568,7 +2669,7 @@ ScalarEvolution::getUMaxExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
   ID.AddInteger(scUMaxExpr);
   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
     ID.AddPointer(Ops[i]);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
   const SCEV **O = SCEVAllocator.Allocate<const SCEV *>(Ops.size());
   std::uninitialized_copy(Ops.begin(), Ops.end(), O);
@@ -2594,12 +2695,12 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSizeOfExpr(Type *IntTy, Type *AllocTy) {
   // If we have DataLayout, we can bypass creating a target-independent
   // constant expression and then folding it back into a ConstantInt.
   // This is just a compile-time optimization.
-  if (TD)
-    return getConstant(IntTy, TD->getTypeAllocSize(AllocTy));
+  if (DL)
+    return getConstant(IntTy, DL->getTypeAllocSize(AllocTy));
 
   Constant *C = ConstantExpr::getSizeOf(AllocTy);
   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
-    if (Constant *Folded = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD, TLI))
+    if (Constant *Folded = ConstantFoldConstantExpression(CE, DL, TLI))
       C = Folded;
   Type *Ty = getEffectiveSCEVType(PointerType::getUnqual(AllocTy));
   assert(Ty == IntTy && "Effective SCEV type doesn't match");
@@ -2612,14 +2713,14 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getOffsetOfExpr(Type *IntTy,
   // If we have DataLayout, we can bypass creating a target-independent
   // constant expression and then folding it back into a ConstantInt.
   // This is just a compile-time optimization.
-  if (TD) {
+  if (DL) {
     return getConstant(IntTy,
-                       TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo));
+                       DL->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo));
   }
 
   Constant *C = ConstantExpr::getOffsetOf(STy, FieldNo);
   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
-    if (Constant *Folded = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD, TLI))
+    if (Constant *Folded = ConstantFoldConstantExpression(CE, DL, TLI))
       C = Folded;
 
   Type *Ty = getEffectiveSCEVType(PointerType::getUnqual(STy));
@@ -2635,7 +2736,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUnknown(Value *V) {
   FoldingSetNodeID ID;
   ID.AddInteger(scUnknown);
   ID.AddPointer(V);
-  void *IP = 0;
+  void *IP = nullptr;
   if (SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) {
     assert(cast<SCEVUnknown>(S)->getValue() == V &&
            "Stale SCEVUnknown in uniquing map!");
@@ -2667,8 +2768,8 @@ uint64_t ScalarEvolution::getTypeSizeInBits(Type *Ty) const {
   assert(isSCEVable(Ty) && "Type is not SCEVable!");
 
   // If we have a DataLayout, use it!
-  if (TD)
-    return TD->getTypeSizeInBits(Ty);
+  if (DL)
+    return DL->getTypeSizeInBits(Ty);
 
   // Integer types have fixed sizes.
   if (Ty->isIntegerTy())
@@ -2694,8 +2795,8 @@ Type *ScalarEvolution::getEffectiveSCEVType(Type *Ty) const {
   // The only other support type is pointer.
   assert(Ty->isPointerTy() && "Unexpected non-pointer non-integer type!");
 
-  if (TD)
-    return TD->getIntPtrType(Ty);
+  if (DL)
+    return DL->getIntPtrType(Ty);
 
   // Without DataLayout, conservatively assume pointers are 64-bit.
   return Type::getInt64Ty(getContext());
@@ -2714,7 +2815,7 @@ namespace {
     bool FindOne;
     FindInvalidSCEVUnknown() { FindOne = false; }
     bool follow(const SCEV *S) {
-      switch (S->getSCEVType()) {
+      switch (static_cast<SCEVTypes>(S->getSCEVType())) {
       case scConstant:
         return false;
       case scUnknown:
@@ -2941,7 +3042,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getPointerBase(const SCEV *V) {
     return getPointerBase(Cast->getOperand());
   }
   else if (const SCEVNAryExpr *NAry = dyn_cast<SCEVNAryExpr>(V)) {
-    const SCEV *PtrOp = 0;
+    const SCEV *PtrOp = nullptr;
     for (SCEVNAryExpr::op_iterator I = NAry->op_begin(), E = NAry->op_end();
          I != E; ++I) {
       if ((*I)->getType()->isPointerTy()) {
@@ -2964,9 +3065,8 @@ static void
 PushDefUseChildren(Instruction *I,
                    SmallVectorImpl<Instruction *> &Worklist) {
   // Push the def-use children onto the Worklist stack.
-  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
-       UI != UE; ++UI)
-    Worklist.push_back(cast<Instruction>(*UI));
+  for (User *U : I->users())
+    Worklist.push_back(cast<Instruction>(U));
 }
 
 /// ForgetSymbolicValue - This looks up computed SCEV values for all
@@ -3022,20 +3122,20 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
       // 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 = 0, *StartValueV = 0;
+      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 = 0;
+            BEValueV = nullptr;
             break;
           }
         } else if (!StartValueV) {
           StartValueV = V;
         } else if (StartValueV != V) {
-          StartValueV = 0;
+          StartValueV = nullptr;
           break;
         }
       }
@@ -3163,7 +3263,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
   // 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, TD, TLI, DT))
+  if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, DL, TLI, DT))
     if (LI->replacementPreservesLCSSAForm(PN, V))
       return getSCEV(V);
 
@@ -3189,7 +3289,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForGEP(GEPOperator *GEP) {
 
   const SCEV *TotalOffset = getConstant(IntPtrTy, 0);
   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
-  for (GetElementPtrInst::op_iterator I = llvm::next(GEP->op_begin()),
+  for (GetElementPtrInst::op_iterator I = std::next(GEP->op_begin()),
                                       E = GEP->op_end();
        I != E; ++I) {
     Value *Index = *I;
@@ -3295,7 +3395,7 @@ ScalarEvolution::GetMinTrailingZeros(const SCEV *S) {
     // For a SCEVUnknown, ask ValueTracking.
     unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(U->getType());
     APInt Zeros(BitWidth, 0), Ones(BitWidth, 0);
-    ComputeMaskedBits(U->getValue(), Zeros, Ones);
+    computeKnownBits(U->getValue(), Zeros, Ones);
     return Zeros.countTrailingOnes();
   }
 
@@ -3434,7 +3534,7 @@ ScalarEvolution::getUnsignedRange(const SCEV *S) {
   if (const SCEVUnknown *U = dyn_cast<SCEVUnknown>(S)) {
     // For a SCEVUnknown, ask ValueTracking.
     APInt Zeros(BitWidth, 0), Ones(BitWidth, 0);
-    ComputeMaskedBits(U->getValue(), Zeros, Ones, TD);
+    computeKnownBits(U->getValue(), Zeros, Ones, DL);
     if (Ones == ~Zeros + 1)
       return setUnsignedRange(U, ConservativeResult);
     return setUnsignedRange(U,
@@ -3584,9 +3684,9 @@ ScalarEvolution::getSignedRange(const SCEV *S) {
 
   if (const SCEVUnknown *U = dyn_cast<SCEVUnknown>(S)) {
     // For a SCEVUnknown, ask ValueTracking.
-    if (!U->getValue()->getType()->isIntegerTy() && !TD)
+    if (!U->getValue()->getType()->isIntegerTy() && !DL)
       return setSignedRange(U, ConservativeResult);
-    unsigned NS = ComputeNumSignBits(U->getValue(), TD);
+    unsigned NS = ComputeNumSignBits(U->getValue(), DL);
     if (NS <= 1)
       return setSignedRange(U, ConservativeResult);
     return setSignedRange(U, ConservativeResult.intersectWith(
@@ -3687,20 +3787,27 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
 
       // Instcombine's ShrinkDemandedConstant may strip bits out of
       // constants, obscuring what would otherwise be a low-bits mask.
-      // Use ComputeMaskedBits to compute what ShrinkDemandedConstant
+      // Use computeKnownBits to compute what ShrinkDemandedConstant
       // knew about to reconstruct a low-bits mask value.
       unsigned LZ = A.countLeadingZeros();
+      unsigned TZ = A.countTrailingZeros();
       unsigned BitWidth = A.getBitWidth();
       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
-      ComputeMaskedBits(U->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD);
-
-      APInt EffectiveMask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - LZ);
-
-      if (LZ != 0 && !((~A & ~KnownZero) & EffectiveMask))
-        return
-          getZeroExtendExpr(getTruncateExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
-                                IntegerType::get(getContext(), BitWidth - LZ)),
-                            U->getType());
+      computeKnownBits(U->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, DL);
+
+      APInt EffectiveMask =
+          APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - LZ - TZ).shl(TZ);
+      if ((LZ != 0 || TZ != 0) && !((~A & ~KnownZero) & EffectiveMask)) {
+        const SCEV *MulCount = getConstant(
+            ConstantInt::get(getContext(), APInt::getOneBitSet(BitWidth, TZ)));
+        return getMulExpr(
+            getZeroExtendExpr(
+                getTruncateExpr(
+                    getUDivExactExpr(getSCEV(U->getOperand(0)), MulCount),
+                    IntegerType::get(getContext(), BitWidth - LZ - TZ)),
+                U->getType()),
+            MulCount);
+      }
     }
     break;
 
@@ -4241,9 +4348,9 @@ ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo::getExact(ScalarEvolution *SE) const {
   if (!ExitNotTaken.ExitingBlock) return SE->getCouldNotCompute();
   assert(ExitNotTaken.ExactNotTaken && "uninitialized not-taken info");
 
-  const SCEV *BECount = 0;
+  const SCEV *BECount = nullptr;
   for (const ExitNotTakenInfo *ENT = &ExitNotTaken;
-       ENT != 0; ENT = ENT->getNextExit()) {
+       ENT != nullptr; ENT = ENT->getNextExit()) {
 
     assert(ENT->ExactNotTaken != SE->getCouldNotCompute() && "bad exit SCEV");
 
@@ -4261,7 +4368,7 @@ const SCEV *
 ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo::getExact(BasicBlock *ExitingBlock,
                                              ScalarEvolution *SE) const {
   for (const ExitNotTakenInfo *ENT = &ExitNotTaken;
-       ENT != 0; ENT = ENT->getNextExit()) {
+       ENT != nullptr; ENT = ENT->getNextExit()) {
 
     if (ENT->ExitingBlock == ExitingBlock)
       return ENT->ExactNotTaken;
@@ -4284,7 +4391,7 @@ bool ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo::hasOperand(const SCEV *S,
     return false;
 
   for (const ExitNotTakenInfo *ENT = &ExitNotTaken;
-       ENT != 0; ENT = ENT->getNextExit()) {
+       ENT != nullptr; ENT = ENT->getNextExit()) {
 
     if (ENT->ExactNotTaken != SE->getCouldNotCompute()
         && SE->hasOperand(ENT->ExactNotTaken, S)) {
@@ -4323,8 +4430,8 @@ ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo::BackedgeTakenInfo(
 
 /// clear - Invalidate this result and free the ExitNotTakenInfo array.
 void ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo::clear() {
-  ExitNotTaken.ExitingBlock = 0;
-  ExitNotTaken.ExactNotTaken = 0;
+  ExitNotTaken.ExitingBlock = nullptr;
+  ExitNotTaken.ExactNotTaken = nullptr;
   delete[] ExitNotTaken.getNextExit();
 }
 
@@ -4335,32 +4442,63 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
   SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitingBlocks;
   L->getExitingBlocks(ExitingBlocks);
 
-  // Examine all exits and pick the most conservative values.
-  const SCEV *MaxBECount = getCouldNotCompute();
-  bool CouldComputeBECount = true;
   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, const SCEV *>, 4> ExitCounts;
+  bool CouldComputeBECount = true;
+  BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch(); // may be NULL.
+  const SCEV *MustExitMaxBECount = nullptr;
+  const SCEV *MayExitMaxBECount = nullptr;
+
+  // Compute the ExitLimit for each loop exit. Use this to populate ExitCounts
+  // and compute maxBECount.
   for (unsigned i = 0, e = ExitingBlocks.size(); i != e; ++i) {
-    ExitLimit EL = ComputeExitLimit(L, ExitingBlocks[i]);
+    BasicBlock *ExitBB = ExitingBlocks[i];
+    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.
     if (EL.Exact == getCouldNotCompute())
       // We couldn't compute an exact value for this exit, so
       // we won't be able to compute an exact value for the loop.
       CouldComputeBECount = false;
     else
-      ExitCounts.push_back(std::make_pair(ExitingBlocks[i], EL.Exact));
+      ExitCounts.push_back(std::make_pair(ExitBB, EL.Exact));
 
-    if (MaxBECount == getCouldNotCompute())
-      MaxBECount = EL.Max;
-    else if (EL.Max != getCouldNotCompute()) {
-      // We cannot take the "min" MaxBECount, because non-unit stride loops may
-      // skip some loop tests. Taking the max over the exits is sufficiently
-      // conservative.  TODO: We could do better taking into consideration
-      // that (1) the loop has unit stride (2) the last loop test is
-      // less-than/greater-than (3) any loop test is less-than/greater-than AND
-      // falls-through some constant times less then the other tests.
-      MaxBECount = getUMaxFromMismatchedTypes(MaxBECount, EL.Max);
+    // 2. Derive the loop's MaxBECount from each exit's max number of
+    // non-exiting iterations. Partition the loop exits into two kinds:
+    // LoopMustExits and LoopMayExits.
+    //
+    // A LoopMustExit meets two requirements:
+    //
+    // (a) Its ExitLimit.MustExit flag must be set which indicates that the exit
+    // test condition cannot be skipped (the tested variable has unit stride or
+    // the test is less-than or greater-than, rather than a strict inequality).
+    //
+    // (b) It must dominate the loop latch, hence must be tested on every loop
+    // iteration.
+    //
+    // If any computable LoopMustExit is found, then MaxBECount is the minimum
+    // EL.Max of computable LoopMustExits. Otherwise, MaxBECount is
+    // conservatively the maximum EL.Max, where CouldNotCompute is considered
+    // greater than any computable EL.Max.
+    if (EL.MustExit && EL.Max != getCouldNotCompute() && Latch &&
+        DT->dominates(ExitBB, Latch)) {
+      if (!MustExitMaxBECount)
+        MustExitMaxBECount = EL.Max;
+      else {
+        MustExitMaxBECount =
+          getUMinFromMismatchedTypes(MustExitMaxBECount, EL.Max);
+      }
+    } else if (MayExitMaxBECount != getCouldNotCompute()) {
+      if (!MayExitMaxBECount || EL.Max == getCouldNotCompute())
+        MayExitMaxBECount = EL.Max;
+      else {
+        MayExitMaxBECount =
+          getUMaxFromMismatchedTypes(MayExitMaxBECount, EL.Max);
+      }
     }
   }
-
+  const SCEV *MaxBECount = MustExitMaxBECount ? MustExitMaxBECount :
+    (MayExitMaxBECount ? MayExitMaxBECount : getCouldNotCompute());
   return BackedgeTakenInfo(ExitCounts, CouldComputeBECount, MaxBECount);
 }
 
@@ -4370,12 +4508,18 @@ ScalarEvolution::ExitLimit
 ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
 
   // Okay, we've chosen an exiting block.  See what condition causes us to
-  // exit at this block.
-  //
-  // FIXME: we should be able to handle switch instructions (with a single exit)
-  BranchInst *ExitBr = dyn_cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
-  if (ExitBr == 0) return getCouldNotCompute();
-  assert(ExitBr->isConditional() && "If unconditional, it can't be in loop!");
+  // 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;
+  for (BasicBlock *Succ : successors(ExitingBlock))
+    if (!L->contains(Succ)) {
+      if (Exit) // Multiple exit successors.
+        return getCouldNotCompute();
+      Exit = Succ;
+    } else if (Succ != L->getHeader()) {
+      MustExecuteLoopHeader = false;
+    }
 
   // At this point, we know we have a conditional branch that determines whether
   // the loop is exited.  However, we don't know if the branch is executed each
@@ -4394,13 +4538,11 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
   //
   //  More extensive analysis could be done to handle more cases here.
   //
-  if (ExitBr->getSuccessor(0) != L->getHeader() &&
-      ExitBr->getSuccessor(1) != L->getHeader() &&
-      ExitBr->getParent() != L->getHeader()) {
+  if (!MustExecuteLoopHeader && ExitingBlock != L->getHeader()) {
     // The simple checks failed, try climbing the unique predecessor chain
     // up to the header.
     bool Ok = false;
-    for (BasicBlock *BB = ExitBr->getParent(); BB; ) {
+    for (BasicBlock *BB = ExitingBlock; BB; ) {
       BasicBlock *Pred = BB->getUniquePredecessor();
       if (!Pred)
         return getCouldNotCompute();
@@ -4424,11 +4566,20 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimit(const Loop *L, BasicBlock *ExitingBlock) {
       return getCouldNotCompute();
   }
 
-  // Proceed to the next level to examine the exit condition expression.
-  return ComputeExitLimitFromCond(L, ExitBr->getCondition(),
-                                  ExitBr->getSuccessor(0),
-                                  ExitBr->getSuccessor(1),
-                                  /*IsSubExpr=*/false);
+  TerminatorInst *Term = ExitingBlock->getTerminator();
+  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),
+                                    BI->getSuccessor(1),
+                                    /*IsSubExpr=*/false);
+  }
+
+  if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(Term))
+    return ComputeExitLimitFromSingleExitSwitch(L, SI, Exit,
+                                                /*IsSubExpr=*/false);
+
+  return getCouldNotCompute();
 }
 
 /// ComputeExitLimitFromCond - Compute the number of times the
@@ -4456,6 +4607,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
                                                IsSubExpr || EitherMayExit);
       const SCEV *BECount = getCouldNotCompute();
       const SCEV *MaxBECount = getCouldNotCompute();
+      bool MustExit = false;
       if (EitherMayExit) {
         // Both conditions must be true for the loop to continue executing.
         // Choose the less conservative count.
@@ -4470,6 +4622,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
           MaxBECount = EL0.Max;
         else
           MaxBECount = getUMinFromMismatchedTypes(EL0.Max, EL1.Max);
+        MustExit = EL0.MustExit || EL1.MustExit;
       } else {
         // Both conditions must be true at the same time for the loop to exit.
         // For now, be conservative.
@@ -4478,9 +4631,10 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
           MaxBECount = EL0.Max;
         if (EL0.Exact == EL1.Exact)
           BECount = EL0.Exact;
+        MustExit = EL0.MustExit && EL1.MustExit;
       }
 
-      return ExitLimit(BECount, MaxBECount);
+      return ExitLimit(BECount, MaxBECount, MustExit);
     }
     if (BO->getOpcode() == Instruction::Or) {
       // Recurse on the operands of the or.
@@ -4491,6 +4645,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
                                                IsSubExpr || EitherMayExit);
       const SCEV *BECount = getCouldNotCompute();
       const SCEV *MaxBECount = getCouldNotCompute();
+      bool MustExit = false;
       if (EitherMayExit) {
         // Both conditions must be false for the loop to continue executing.
         // Choose the less conservative count.
@@ -4505,6 +4660,7 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
           MaxBECount = EL0.Max;
         else
           MaxBECount = getUMinFromMismatchedTypes(EL0.Max, EL1.Max);
+        MustExit = EL0.MustExit || EL1.MustExit;
       } else {
         // Both conditions must be false at the same time for the loop to exit.
         // For now, be conservative.
@@ -4513,9 +4669,10 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromCond(const Loop *L,
           MaxBECount = EL0.Max;
         if (EL0.Exact == EL1.Exact)
           BECount = EL0.Exact;
+        MustExit = EL0.MustExit && EL1.MustExit;
       }
 
-      return ExitLimit(BECount, MaxBECount);
+      return ExitLimit(BECount, MaxBECount, MustExit);
     }
   }
 
@@ -4639,6 +4796,30 @@ ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromICmp(const Loop *L,
   return ComputeExitCountExhaustively(L, ExitCond, !L->contains(TBB));
 }
 
+ScalarEvolution::ExitLimit
+ScalarEvolution::ComputeExitLimitFromSingleExitSwitch(const Loop *L,
+                                                      SwitchInst *Switch,
+                                                      BasicBlock *ExitingBlock,
+                                                      bool IsSubExpr) {
+  assert(!L->contains(ExitingBlock) && "Not an exiting block!");
+
+  // Give up if the exit is the default dest of a switch.
+  if (Switch->getDefaultDest() == ExitingBlock)
+    return getCouldNotCompute();
+
+  assert(L->contains(Switch->getDefaultDest()) &&
+         "Default case must not exit the loop!");
+  const SCEV *LHS = getSCEVAtScope(Switch->getCondition(), L);
+  const SCEV *RHS = getConstant(Switch->findCaseDest(ExitingBlock));
+
+  // while (X != Y) --> while (X-Y != 0)
+  ExitLimit EL = HowFarToZero(getMinusSCEV(LHS, RHS), L, IsSubExpr);
+  if (EL.hasAnyInfo())
+    return EL;
+
+  return getCouldNotCompute();
+}
+
 static ConstantInt *
 EvaluateConstantChrecAtConstant(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ConstantInt *C,
                                 ScalarEvolution &SE) {
@@ -4675,7 +4856,7 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareExitLimit(
     return getCouldNotCompute();
 
   // Okay, we allow one non-constant index into the GEP instruction.
-  Value *VarIdx = 0;
+  Value *VarIdx = nullptr;
   std::vector<Constant*> Indexes;
   unsigned VarIdxNum = 0;
   for (unsigned i = 2, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
@@ -4685,7 +4866,7 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareExitLimit(
       if (VarIdx) return getCouldNotCompute();  // Multiple non-constant idx's.
       VarIdx = GEP->getOperand(i);
       VarIdxNum = i-2;
-      Indexes.push_back(0);
+      Indexes.push_back(nullptr);
     }
 
   // Loop-invariant loads may be a byproduct of loop optimization. Skip them.
@@ -4716,7 +4897,7 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareExitLimit(
 
     Constant *Result = ConstantFoldLoadThroughGEPIndices(GV->getInitializer(),
                                                          Indexes);
-    if (Result == 0) break;  // Cannot compute!
+    if (!Result) break;  // Cannot compute!
 
     // Evaluate the condition for this iteration.
     Result = ConstantExpr::getICmp(predicate, Result, RHS);
@@ -4777,14 +4958,14 @@ 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 = 0;
+  PHINode *PHI = nullptr;
   for (Instruction::op_iterator OpI = UseInst->op_begin(),
          OpE = UseInst->op_end(); OpI != OpE; ++OpI) {
 
     if (isa<Constant>(*OpI)) continue;
 
     Instruction *OpInst = dyn_cast<Instruction>(*OpI);
-    if (!OpInst || !canConstantEvolve(OpInst, L)) return 0;
+    if (!OpInst || !canConstantEvolve(OpInst, L)) return nullptr;
 
     PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(OpInst);
     if (!P)
@@ -4798,8 +4979,10 @@ getConstantEvolvingPHIOperands(Instruction *UseInst, const Loop *L,
       P = getConstantEvolvingPHIOperands(OpInst, L, PHIMap);
       PHIMap[OpInst] = P;
     }
-    if (P == 0) return 0;        // Not evolving from PHI
-    if (PHI && PHI != P) return 0;  // Evolving from multiple different PHIs.
+    if (!P)
+      return nullptr;  // Not evolving from PHI
+    if (PHI && PHI != P)
+      return nullptr;  // Evolving from multiple different PHIs.
     PHI = P;
   }
   // This is a expression evolving from a constant PHI!
@@ -4813,7 +4996,7 @@ getConstantEvolvingPHIOperands(Instruction *UseInst, const Loop *L,
 /// constraints, return null.
 static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (I == 0 || !canConstantEvolve(I, L)) return 0;
+  if (!I || !canConstantEvolve(I, L)) return nullptr;
 
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
     return PN;
@@ -4830,23 +5013,23 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
 /// reason, return null.
 static Constant *EvaluateExpression(Value *V, const Loop *L,
                                     DenseMap<Instruction *, Constant *> &Vals,
-                                    const DataLayout *TD,
+                                    const DataLayout *DL,
                                     const TargetLibraryInfo *TLI) {
   // Convenient constant check, but redundant for recursive calls.
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) return C;
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I) return 0;
+  if (!I) return nullptr;
 
   if (Constant *C = Vals.lookup(I)) return C;
 
   // An instruction inside the loop depends on a value outside the loop that we
   // weren't given a mapping for, or a value such as a call inside the loop.
-  if (!canConstantEvolve(I, L)) return 0;
+  if (!canConstantEvolve(I, L)) return nullptr;
 
   // An unmapped PHI can be due to a branch or another loop inside this loop,
   // or due to this not being the initial iteration through a loop where we
   // couldn't compute the evolution of this particular PHI last time.
-  if (isa<PHINode>(I)) return 0;
+  if (isa<PHINode>(I)) return nullptr;
 
   std::vector<Constant*> Operands(I->getNumOperands());
 
@@ -4854,23 +5037,23 @@ static Constant *EvaluateExpression(Value *V, const Loop *L,
     Instruction *Operand = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i));
     if (!Operand) {
       Operands[i] = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(i));
-      if (!Operands[i]) return 0;
+      if (!Operands[i]) return nullptr;
       continue;
     }
-    Constant *C = EvaluateExpression(Operand, L, Vals, TD, TLI);
+    Constant *C = EvaluateExpression(Operand, L, Vals, DL, TLI);
     Vals[Operand] = C;
-    if (!C) return 0;
+    if (!C) return nullptr;
     Operands[i] = C;
   }
 
   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
     return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(), Operands[0],
-                                           Operands[1], TD, TLI);
+                                           Operands[1], DL, TLI);
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
     if (!LI->isVolatile())
-      return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Operands[0], TD);
+      return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Operands[0], DL);
   }
-  return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), Operands, TD,
+  return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), Operands, DL,
                                   TLI);
 }
 
@@ -4888,7 +5071,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
     return I->second;
 
   if (BEs.ugt(MaxBruteForceIterations))
-    return ConstantEvolutionLoopExitValue[PN] = 0;  // Not going to evaluate it.
+    return ConstantEvolutionLoopExitValue[PN] = nullptr;  // Not going to evaluate it.
 
   Constant *&RetVal = ConstantEvolutionLoopExitValue[PN];
 
@@ -4900,22 +5083,22 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
   // 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 = 0;
+  PHINode *PHI = nullptr;
   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin();
        (PHI = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
     Constant *StartCST =
       dyn_cast<Constant>(PHI->getIncomingValue(!SecondIsBackedge));
-    if (StartCST == 0) continue;
+    if (!StartCST) continue;
     CurrentIterVals[PHI] = StartCST;
   }
   if (!CurrentIterVals.count(PN))
-    return RetVal = 0;
+    return RetVal = nullptr;
 
   Value *BEValue = PN->getIncomingValue(SecondIsBackedge);
 
   // Execute the loop symbolically to determine the exit value.
   if (BEs.getActiveBits() >= 32)
-    return RetVal = 0; // More than 2^32-1 iterations?? Not doing it!
+    return RetVal = nullptr; // More than 2^32-1 iterations?? Not doing it!
 
   unsigned NumIterations = BEs.getZExtValue(); // must be in range
   unsigned IterationNum = 0;
@@ -4926,10 +5109,10 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
     // Compute the value of the PHIs for the next iteration.
     // EvaluateExpression adds non-phi values to the CurrentIterVals map.
     DenseMap<Instruction *, Constant *> NextIterVals;
-    Constant *NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, TD,
+    Constant *NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL,
                                            TLI);
-    if (NextPHI == 0)
-      return 0;        // Couldn't evaluate!
+    if (!NextPHI)
+      return nullptr;        // Couldn't evaluate!
     NextIterVals[PN] = NextPHI;
 
     bool StoppedEvolving = NextPHI == CurrentIterVals[PN];
@@ -4952,7 +5135,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
       Constant *&NextPHI = NextIterVals[PHI];
       if (!NextPHI) {   // Not already computed.
         Value *BEValue = PHI->getIncomingValue(SecondIsBackedge);
-        NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, TD, TLI);
+        NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, TLI);
       }
       if (NextPHI != I->second)
         StoppedEvolving = false;
@@ -4976,7 +5159,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
                                                           Value *Cond,
                                                           bool ExitWhen) {
   PHINode *PN = getConstantEvolvingPHI(Cond, L);
-  if (PN == 0) return getCouldNotCompute();
+  if (!PN) return getCouldNotCompute();
 
   // If the loop is canonicalized, the PHI will have exactly two entries.
   // That's the only form we support here.
@@ -4989,12 +5172,12 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
   // 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 = 0;
+  PHINode *PHI = nullptr;
   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin();
        (PHI = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
     Constant *StartCST =
       dyn_cast<Constant>(PHI->getIncomingValue(!SecondIsBackedge));
-    if (StartCST == 0) continue;
+    if (!StartCST) continue;
     CurrentIterVals[PHI] = StartCST;
   }
   if (!CurrentIterVals.count(PN))
@@ -5008,7 +5191,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
   for (unsigned IterationNum = 0; IterationNum != MaxIterations;++IterationNum){
     ConstantInt *CondVal =
       dyn_cast_or_null<ConstantInt>(EvaluateExpression(Cond, L, CurrentIterVals,
-                                                       TD, TLI));
+                                                       DL, TLI));
 
     // Couldn't symbolically evaluate.
     if (!CondVal) return getCouldNotCompute();
@@ -5038,7 +5221,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::ComputeExitCountExhaustively(const Loop *L,
       if (NextPHI) continue;    // Already computed!
 
       Value *BEValue = PHI->getIncomingValue(SecondIsBackedge);
-      NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, TD, TLI);
+      NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, L, CurrentIterVals, DL, TLI);
     }
     CurrentIterVals.swap(NextIterVals);
   }
@@ -5064,7 +5247,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
     if (Values[u].first == L)
       return Values[u].second ? Values[u].second : V;
   }
-  Values.push_back(std::make_pair(L, static_cast<const SCEV *>(0)));
+  Values.push_back(std::make_pair(L, static_cast<const SCEV *>(nullptr)));
   // Otherwise compute it.
   const SCEV *C = computeSCEVAtScope(V, L);
   SmallVector<std::pair<const Loop *, const SCEV *>, 2> &Values2 = ValuesAtScopes[V];
@@ -5082,8 +5265,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
 /// SCEVConstant, because SCEVConstant is restricted to ConstantInt.
 /// Returns NULL if the SCEV isn't representable as a Constant.
 static Constant *BuildConstantFromSCEV(const SCEV *V) {
-  switch (V->getSCEVType()) {
-    default:  // TODO: smax, umax.
+  switch (static_cast<SCEVTypes>(V->getSCEVType())) {
     case scCouldNotCompute:
     case scAddRecExpr:
       break;
@@ -5119,7 +5301,7 @@ static Constant *BuildConstantFromSCEV(const SCEV *V) {
         }
         for (unsigned i = 1, e = SA->getNumOperands(); i != e; ++i) {
           Constant *C2 = BuildConstantFromSCEV(SA->getOperand(i));
-          if (!C2) return 0;
+          if (!C2) return nullptr;
 
           // First pointer!
           if (!C->getType()->isPointerTy() && C2->getType()->isPointerTy()) {
@@ -5134,7 +5316,7 @@ static Constant *BuildConstantFromSCEV(const SCEV *V) {
           // Don't bother trying to sum two pointers. We probably can't
           // statically compute a load that results from it anyway.
           if (C2->getType()->isPointerTy())
-            return 0;
+            return nullptr;
 
           if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(C->getType())) {
             if (PTy->getElementType()->isStructTy())
@@ -5152,10 +5334,10 @@ static Constant *BuildConstantFromSCEV(const SCEV *V) {
       const SCEVMulExpr *SM = cast<SCEVMulExpr>(V);
       if (Constant *C = BuildConstantFromSCEV(SM->getOperand(0))) {
         // Don't bother with pointers at all.
-        if (C->getType()->isPointerTy()) return 0;
+        if (C->getType()->isPointerTy()) return nullptr;
         for (unsigned i = 1, e = SM->getNumOperands(); i != e; ++i) {
           Constant *C2 = BuildConstantFromSCEV(SM->getOperand(i));
-          if (!C2 || C2->getType()->isPointerTy()) return 0;
+          if (!C2 || C2->getType()->isPointerTy()) return nullptr;
           C = ConstantExpr::getMul(C, C2);
         }
         return C;
@@ -5170,8 +5352,11 @@ static Constant *BuildConstantFromSCEV(const SCEV *V) {
             return ConstantExpr::getUDiv(LHS, RHS);
       break;
     }
+    case scSMaxExpr:
+    case scUMaxExpr:
+      break; // TODO: smax, umax.
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
@@ -5238,17 +5423,17 @@ const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
 
         // Check to see if getSCEVAtScope actually made an improvement.
         if (MadeImprovement) {
-          Constant *C = 0;
+          Constant *C = nullptr;
           if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
             C = ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
-                                                Operands[0], Operands[1], TD,
+                                                Operands[0], Operands[1], DL,
                                                 TLI);
           else if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
             if (!LI->isVolatile())
-              C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(Operands[0], TD);
+              C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(Operands[0], DL);
           } else
             C = ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
-                                         Operands, TD, TLI);
+                                         Operands, DL, TLI);
           if (!C) return V;
           return getSCEV(C);
         }
@@ -5570,7 +5755,7 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool IsSubExpr) {
   // to 0, it must be counting down to equal 0. Consequently, N = Start / -Step.
   // We have not yet seen any such cases.
   const SCEVConstant *StepC = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
-  if (StepC == 0 || StepC->getValue()->equalsInt(0))
+  if (!StepC || StepC->getValue()->equalsInt(0))
     return getCouldNotCompute();
 
   // For positive steps (counting up until unsigned overflow):
@@ -5595,7 +5780,7 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool IsSubExpr) {
     else
       MaxBECount = getConstant(CountDown ? CR.getUnsignedMax()
                                          : -CR.getUnsignedMin());
-    return ExitLimit(Distance, MaxBECount);
+    return ExitLimit(Distance, MaxBECount, /*MustExit=*/true);
   }
 
   // If the recurrence is known not to wraparound, unsigned divide computes the
@@ -5603,15 +5788,29 @@ ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L, bool IsSubExpr) {
   // that the value will either become zero (and thus the loop terminates), that
   // the loop will terminate through some other exit condition first, or that
   // the loop has undefined behavior.  This means we can't "miss" the exit
-  // value, even with nonunit stride.
+  // value, even with nonunit stride, and exit later via the same branch. Note
+  // that we can skip this exit if loop later exits via a different
+  // branch. Hence MustExit=false.
   //
   // This is only valid for expressions that directly compute the loop exit. It
   // is invalid for subexpressions in which the loop may exit through this
   // branch even if this subexpression is false. In that case, the trip count
   // computed by this udiv could be smaller than the number of well-defined
   // iterations.
-  if (!IsSubExpr && AddRec->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNW))
-    return getUDivExpr(Distance, CountDown ? getNegativeSCEV(Step) : Step);
+  if (!IsSubExpr && AddRec->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNW)) {
+    const SCEV *Exact =
+      getUDivExpr(Distance, CountDown ? getNegativeSCEV(Step) : Step);
+    return ExitLimit(Exact, Exact, /*MustExit=*/false);
+  }
+
+  // If Step is a power of two that evenly divides Start we know that the loop
+  // will always terminate.  Start may not be a constant so we just have the
+  // number of trailing zeros available.  This is safe even in presence of
+  // overflow as the recurrence will overflow to exactly 0.
+  const APInt &StepV = StepC->getValue()->getValue();
+  if (StepV.isPowerOf2() &&
+      GetMinTrailingZeros(getNegativeSCEV(Start)) >= StepV.countTrailingZeros())
+    return getUDivExactExpr(Distance, CountDown ? getNegativeSCEV(Step) : Step);
 
   // Then, try to solve the above equation provided that Start is constant.
   if (const SCEVConstant *StartC = dyn_cast<SCEVConstant>(Start))
@@ -5995,18 +6194,30 @@ bool ScalarEvolution::isKnownPredicate(ICmpInst::Predicate Pred,
 
   // If LHS or RHS is an addrec, check to see if the condition is true in
   // every iteration of the loop.
-  if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(LHS))
-    if (isLoopEntryGuardedByCond(
-          AR->getLoop(), Pred, AR->getStart(), RHS) &&
-        isLoopBackedgeGuardedByCond(
-          AR->getLoop(), Pred, AR->getPostIncExpr(*this), RHS))
-      return true;
-  if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(RHS))
-    if (isLoopEntryGuardedByCond(
-          AR->getLoop(), Pred, LHS, AR->getStart()) &&
-        isLoopBackedgeGuardedByCond(
-          AR->getLoop(), Pred, LHS, AR->getPostIncExpr(*this)))
-      return true;
+  // If LHS and RHS are both addrec, both conditions must be true in
+  // every iteration of the loop.
+  const SCEVAddRecExpr *LAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(LHS);
+  const SCEVAddRecExpr *RAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(RHS);
+  bool LeftGuarded = false;
+  bool RightGuarded = false;
+  if (LAR) {
+    const Loop *L = LAR->getLoop();
+    if (isLoopEntryGuardedByCond(L, Pred, LAR->getStart(), RHS) &&
+        isLoopBackedgeGuardedByCond(L, Pred, LAR->getPostIncExpr(*this), RHS)) {
+      if (!RAR) return true;
+      LeftGuarded = true;
+    }
+  }
+  if (RAR) {
+    const Loop *L = RAR->getLoop();
+    if (isLoopEntryGuardedByCond(L, Pred, LHS, RAR->getStart()) &&
+        isLoopBackedgeGuardedByCond(L, Pred, LHS, RAR->getPostIncExpr(*this))) {
+      if (!LAR) return true;
+      RightGuarded = true;
+    }
+  }
+  if (LeftGuarded && RightGuarded)
+    return true;
 
   // Otherwise see what can be done with known constant ranges.
   return isKnownPredicateWithRanges(Pred, LHS, RHS);
@@ -6024,7 +6235,6 @@ ScalarEvolution::isKnownPredicateWithRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
   default:
     llvm_unreachable("Unexpected ICmpInst::Predicate value!");
   case ICmpInst::ICMP_SGT:
-    Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
     std::swap(LHS, RHS);
   case ICmpInst::ICMP_SLT: {
     ConstantRange LHSRange = getSignedRange(LHS);
@@ -6036,7 +6246,6 @@ ScalarEvolution::isKnownPredicateWithRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_SGE:
-    Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
     std::swap(LHS, RHS);
   case ICmpInst::ICMP_SLE: {
     ConstantRange LHSRange = getSignedRange(LHS);
@@ -6048,7 +6257,6 @@ ScalarEvolution::isKnownPredicateWithRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_UGT:
-    Pred = ICmpInst::ICMP_ULT;
     std::swap(LHS, RHS);
   case ICmpInst::ICMP_ULT: {
     ConstantRange LHSRange = getUnsignedRange(LHS);
@@ -6060,7 +6268,6 @@ ScalarEvolution::isKnownPredicateWithRanges(ICmpInst::Predicate Pred,
     break;
   }
   case ICmpInst::ICMP_UGE:
-    Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
     std::swap(LHS, RHS);
   case ICmpInst::ICMP_ULE: {
     ConstantRange LHSRange = getUnsignedRange(LHS);
@@ -6218,7 +6425,7 @@ bool ScalarEvolution::isImpliedCond(ICmpInst::Predicate Pred,
   // LHS' type is checked for above.
   if (getTypeSizeInBits(LHS->getType()) >
       getTypeSizeInBits(FoundLHS->getType())) {
-    if (CmpInst::isSigned(Pred)) {
+    if (CmpInst::isSigned(FoundPred)) {
       FoundLHS = getSignExtendExpr(FoundLHS, LHS->getType());
       FoundRHS = getSignExtendExpr(FoundRHS, LHS->getType());
     } else {
@@ -6466,7 +6673,7 @@ ScalarEvolution::HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
     IsSigned ? APIntOps::smin(getSignedRange(RHS).getSignedMax(), Limit)
              : APIntOps::umin(getUnsignedRange(RHS).getUnsignedMax(), Limit);
 
-  const SCEV *MaxBECount = getCouldNotCompute();
+  const SCEV *MaxBECount;
   if (isa<SCEVConstant>(BECount))
     MaxBECount = BECount;
   else
@@ -6476,7 +6683,7 @@ ScalarEvolution::HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(MaxBECount))
     MaxBECount = BECount;
 
-  return ExitLimit(BECount, MaxBECount);
+  return ExitLimit(BECount, MaxBECount, /*MustExit=*/true);
 }
 
 ScalarEvolution::ExitLimit
@@ -6548,7 +6755,7 @@ ScalarEvolution::HowManyGreaterThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(MaxBECount))
     MaxBECount = BECount;
 
-  return ExitLimit(BECount, MaxBECount);
+  return ExitLimit(BECount, MaxBECount, /*MustExit=*/true);
 }
 
 /// getNumIterationsInRange - Return the number of iterations of this loop that
@@ -6677,18 +6884,103 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
   return SE.getCouldNotCompute();
 }
 
-static const APInt gcd(const SCEVConstant *C1, const SCEVConstant *C2) {
-  APInt A = C1->getValue()->getValue().abs();
-  APInt B = C2->getValue()->getValue().abs();
-  uint32_t ABW = A.getBitWidth();
-  uint32_t BBW = B.getBitWidth();
+namespace {
+struct FindUndefs {
+  bool Found;
+  FindUndefs() : Found(false) {}
 
-  if (ABW > BBW)
-    B.zext(ABW);
-  else if (ABW < BBW)
-    A.zext(BBW);
+  bool follow(const SCEV *S) {
+    if (const SCEVUnknown *C = dyn_cast<SCEVUnknown>(S)) {
+      if (isa<UndefValue>(C->getValue()))
+        Found = true;
+    } else if (const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(S)) {
+      if (isa<UndefValue>(C->getValue()))
+        Found = true;
+    }
 
-  return APIntOps::GreatestCommonDivisor(A, B);
+    // Keep looking if we haven't found it yet.
+    return !Found;
+  }
+  bool isDone() const {
+    // Stop recursion if we have found an undef.
+    return Found;
+  }
+};
+}
+
+// Return true when S contains at least an undef value.
+static inline bool
+containsUndefs(const SCEV *S) {
+  FindUndefs F;
+  SCEVTraversal<FindUndefs> ST(F);
+  ST.visitAll(S);
+
+  return F.Found;
+}
+
+namespace {
+// Collect all steps of SCEV expressions.
+struct SCEVCollectStrides {
+  ScalarEvolution &SE;
+  SmallVectorImpl<const SCEV *> &Strides;
+
+  SCEVCollectStrides(ScalarEvolution &SE, SmallVectorImpl<const SCEV *> &S)
+      : SE(SE), Strides(S) {}
+
+  bool follow(const SCEV *S) {
+    if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S))
+      Strides.push_back(AR->getStepRecurrence(SE));
+    return true;
+  }
+  bool isDone() const { return false; }
+};
+
+// Collect all SCEVUnknown and SCEVMulExpr expressions.
+struct SCEVCollectTerms {
+  SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms;
+
+  SCEVCollectTerms(SmallVectorImpl<const SCEV *> &T)
+      : Terms(T) {}
+
+  bool follow(const SCEV *S) {
+    if (isa<SCEVUnknown>(S) || isa<SCEVMulExpr>(S)) {
+      if (!containsUndefs(S))
+        Terms.push_back(S);
+
+      // 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.
+void SCEVAddRecExpr::collectParametricTerms(
+    ScalarEvolution &SE, SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms) const {
+  SmallVector<const SCEV *, 4> Strides;
+  SCEVCollectStrides StrideCollector(SE, Strides);
+  visitAll(this, StrideCollector);
+
+  DEBUG({
+      dbgs() << "Strides:\n";
+      for (const SCEV *S : Strides)
+        dbgs() << *S << "\n";
+    });
+
+  for (const SCEV *S : Strides) {
+    SCEVCollectTerms TermCollector(Terms);
+    visitAll(S, TermCollector);
+  }
+
+  DEBUG({
+      dbgs() << "Terms:\n";
+      for (const SCEV *T : Terms)
+        dbgs() << *T << "\n";
+    });
 }
 
 static const APInt srem(const SCEVConstant *C1, const SCEVConstant *C2) {
@@ -6698,9 +6990,9 @@ static const APInt srem(const SCEVConstant *C1, const SCEVConstant *C2) {
   uint32_t BBW = B.getBitWidth();
 
   if (ABW > BBW)
-    B.sext(ABW);
+    B = B.sext(ABW);
   else if (ABW < BBW)
-    A.sext(BBW);
+    A = A.sext(BBW);
 
   return APIntOps::srem(A, B);
 }
@@ -6712,360 +7004,496 @@ static const APInt sdiv(const SCEVConstant *C1, const SCEVConstant *C2) {
   uint32_t BBW = B.getBitWidth();
 
   if (ABW > BBW)
-    B.sext(ABW);
+    B = B.sext(ABW);
   else if (ABW < BBW)
-    A.sext(BBW);
+    A = A.sext(BBW);
 
   return APIntOps::sdiv(A, B);
 }
 
 namespace {
-struct SCEVGCD : public SCEVVisitor<SCEVGCD, const SCEV *> {
-public:
-  // Pattern match Step into Start. When Step is a multiply expression, find
-  // the largest subexpression of Step that appears in Start. When Start is an
-  // add expression, try to match Step in the subexpressions of Start, non
-  // matching subexpressions are returned under Remainder.
-  static const SCEV *findGCD(ScalarEvolution &SE, const SCEV *Start,
-                             const SCEV *Step, const SCEV **Remainder) {
-    assert(Remainder && "Remainder should not be NULL");
-    SCEVGCD R(SE, Step, SE.getConstant(Step->getType(), 0));
-    const SCEV *Res = R.visit(Start);
-    *Remainder = R.Remainder;
-    return Res;
-  }
+struct FindSCEVSize {
+  int Size;
+  FindSCEVSize() : Size(0) {}
 
-  SCEVGCD(ScalarEvolution &S, const SCEV *G, const SCEV *R)
-      : SE(S), GCD(G), Remainder(R) {
-    Zero = SE.getConstant(GCD->getType(), 0);
-    One = SE.getConstant(GCD->getType(), 1);
+  bool follow(const SCEV *S) {
+    ++Size;
+    // Keep looking at all operands of S.
+    return true;
   }
+  bool isDone() const {
+    return false;
+  }
+};
+}
 
-  const SCEV *visitConstant(const SCEVConstant *Constant) {
-    if (GCD == Constant || Constant == Zero)
-      return GCD;
+// Returns the size of the SCEV S.
+static inline int sizeOfSCEV(const SCEV *S) {
+  FindSCEVSize F;
+  SCEVTraversal<FindSCEVSize> ST(F);
+  ST.visitAll(S);
+  return F.Size;
+}
 
-    if (const SCEVConstant *CGCD = dyn_cast<SCEVConstant>(GCD)) {
-      const SCEV *Res = SE.getConstant(gcd(Constant, CGCD));
-      if (Res != One)
-        return Res;
+namespace {
 
-      Remainder = SE.getConstant(srem(Constant, CGCD));
-      Constant = cast<SCEVConstant>(SE.getMinusSCEV(Constant, Remainder));
-      Res = SE.getConstant(gcd(Constant, CGCD));
-      return Res;
+struct SCEVDivision : public SCEVVisitor<SCEVDivision, void> {
+public:
+  // Computes the Quotient and Remainder of the division of Numerator by
+  // Denominator.
+  static void divide(ScalarEvolution &SE, const SCEV *Numerator,
+                     const SCEV *Denominator, const SCEV **Quotient,
+                     const SCEV **Remainder) {
+    assert(Numerator && Denominator && "Uninitialized SCEV");
+
+    SCEVDivision D(SE, Numerator, Denominator);
+
+    // Check for the trivial case here to avoid having to check for it in the
+    // rest of the code.
+    if (Numerator == Denominator) {
+      *Quotient = D.One;
+      *Remainder = D.Zero;
+      return;
     }
 
-    // When GCD is not a constant, it could be that the GCD is an Add, Mul,
-    // AddRec, etc., in which case we want to find out how many times the
-    // Constant divides the GCD: we then return that as the new GCD.
-    const SCEV *Rem = Zero;
-    const SCEV *Res = findGCD(SE, GCD, Constant, &Rem);
+    if (Numerator->isZero()) {
+      *Quotient = D.Zero;
+      *Remainder = D.Zero;
+      return;
+    }
 
-    if (Res == One || Rem != Zero) {
-      Remainder = Constant;
-      return One;
+    // Split the Denominator when it is a product.
+    if (const SCEVMulExpr *T = dyn_cast<const SCEVMulExpr>(Denominator)) {
+      const SCEV *Q, *R;
+      *Quotient = Numerator;
+      for (const SCEV *Op : T->operands()) {
+        divide(SE, *Quotient, Op, &Q, &R);
+        *Quotient = Q;
+
+        // Bail out when the Numerator is not divisible by one of the terms of
+        // the Denominator.
+        if (!R->isZero()) {
+          *Quotient = D.Zero;
+          *Remainder = Numerator;
+          return;
+        }
+      }
+      *Remainder = D.Zero;
+      return;
     }
 
-    assert(isa<SCEVConstant>(Res) && "Res should be a constant");
-    Remainder = SE.getConstant(srem(Constant, cast<SCEVConstant>(Res)));
-    return Res;
+    D.visit(Numerator);
+    *Quotient = D.Quotient;
+    *Remainder = D.Remainder;
+  }
+
+  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);
+
+    // By default, we don't know how to divide Expr by Denominator.
+    // Providing the default here simplifies the rest of the code.
+    Quotient = Zero;
+    Remainder = Numerator;
+  }
+
+  // Except in the trivial case described above, we do not know how to divide
+  // Expr by Denominator for the following functions with empty implementation.
+  void visitTruncateExpr(const SCEVTruncateExpr *Numerator) {}
+  void visitZeroExtendExpr(const SCEVZeroExtendExpr *Numerator) {}
+  void visitSignExtendExpr(const SCEVSignExtendExpr *Numerator) {}
+  void visitUDivExpr(const SCEVUDivExpr *Numerator) {}
+  void visitSMaxExpr(const SCEVSMaxExpr *Numerator) {}
+  void visitUMaxExpr(const SCEVUMaxExpr *Numerator) {}
+  void visitUnknown(const SCEVUnknown *Numerator) {}
+  void visitCouldNotCompute(const SCEVCouldNotCompute *Numerator) {}
+
+  void visitConstant(const SCEVConstant *Numerator) {
+    if (const SCEVConstant *D = dyn_cast<SCEVConstant>(Denominator)) {
+      Quotient = SE.getConstant(sdiv(Numerator, D));
+      Remainder = SE.getConstant(srem(Numerator, D));
+      return;
+    }
   }
 
-  const SCEV *visitTruncateExpr(const SCEVTruncateExpr *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
+  void visitAddRecExpr(const SCEVAddRecExpr *Numerator) {
+    const SCEV *StartQ, *StartR, *StepQ, *StepR;
+    assert(Numerator->isAffine() && "Numerator should be affine");
+    divide(SE, Numerator->getStart(), Denominator, &StartQ, &StartR);
+    divide(SE, Numerator->getStepRecurrence(SE), Denominator, &StepQ, &StepR);
+    Quotient = SE.getAddRecExpr(StartQ, StepQ, Numerator->getLoop(),
+                                Numerator->getNoWrapFlags());
+    Remainder = SE.getAddRecExpr(StartR, StepR, Numerator->getLoop(),
+                                 Numerator->getNoWrapFlags());
   }
 
-  const SCEV *visitZeroExtendExpr(const SCEVZeroExtendExpr *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
-  }
+  void visitAddExpr(const SCEVAddExpr *Numerator) {
+    SmallVector<const SCEV *, 2> Qs, Rs;
+    Type *Ty = Denominator->getType();
 
-  const SCEV *visitSignExtendExpr(const SCEVSignExtendExpr *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
-  }
+    for (const SCEV *Op : Numerator->operands()) {
+      const SCEV *Q, *R;
+      divide(SE, Op, Denominator, &Q, &R);
 
-  const SCEV *visitAddExpr(const SCEVAddExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return GCD;
+      // Bail out if types do not match.
+      if (Ty != Q->getType() || Ty != R->getType()) {
+        Quotient = Zero;
+        Remainder = Numerator;
+        return;
+      }
 
-    for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-      const SCEV *Rem = Zero;
-      const SCEV *Res = findGCD(SE, Expr->getOperand(e - 1 - i), GCD, &Rem);
+      Qs.push_back(Q);
+      Rs.push_back(R);
+    }
 
-      // FIXME: There may be ambiguous situations: for instance,
-      // GCD(-4 + (3 * %m), 2 * %m) where 2 divides -4 and %m divides (3 * %m).
-      // The order in which the AddExpr is traversed computes a different GCD
-      // and Remainder.
-      if (Res != One)
-        GCD = Res;
-      if (Rem != Zero)
-        Remainder = SE.getAddExpr(Remainder, Rem);
+    if (Qs.size() == 1) {
+      Quotient = Qs[0];
+      Remainder = Rs[0];
+      return;
     }
 
-    return GCD;
+    Quotient = SE.getAddExpr(Qs);
+    Remainder = SE.getAddExpr(Rs);
   }
 
-  const SCEV *visitMulExpr(const SCEVMulExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return GCD;
+  void visitMulExpr(const SCEVMulExpr *Numerator) {
+    SmallVector<const SCEV *, 2> Qs;
+    Type *Ty = Denominator->getType();
 
-    for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-      if (Expr->getOperand(i) == GCD)
-        return GCD;
-    }
+    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 (FoundDenominatorTerm) {
+        Qs.push_back(Op);
+        continue;
+      }
 
-    // If we have not returned yet, it means that GCD is not part of Expr.
-    const SCEV *PartialGCD = One;
-    for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-      const SCEV *Rem = Zero;
-      const SCEV *Res = findGCD(SE, Expr->getOperand(i), GCD, &Rem);
-      if (Rem != Zero)
-        // GCD does not divide Expr->getOperand(i).
+      // Check whether Denominator divides one of the product operands.
+      const SCEV *Q, *R;
+      divide(SE, Op, Denominator, &Q, &R);
+      if (!R->isZero()) {
+        Qs.push_back(Op);
         continue;
+      }
 
-      if (Res == GCD)
-        return GCD;
-      PartialGCD = SE.getMulExpr(PartialGCD, Res);
-      if (PartialGCD == GCD)
-        return GCD;
-    }
-
-    if (PartialGCD != One)
-      return PartialGCD;
-
-    Remainder = Expr;
-    const SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(GCD);
-    if (!Mul)
-      return PartialGCD;
-
-    // When the GCD is a multiply expression, try to decompose it:
-    // this occurs when Step does not divide the Start expression
-    // as in: {(-4 + (3 * %m)),+,(2 * %m)}
-    for (int i = 0, e = Mul->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-      const SCEV *Rem = Zero;
-      const SCEV *Res = findGCD(SE, Expr, Mul->getOperand(i), &Rem);
-      if (Rem == Zero) {
-        Remainder = Rem;
-        return Res;
+      // Bail out if types do not match.
+      if (Ty != Q->getType()) {
+        Quotient = Zero;
+        Remainder = Numerator;
+        return;
       }
+
+      FoundDenominatorTerm = true;
+      Qs.push_back(Q);
     }
 
-    return PartialGCD;
-  }
+    if (FoundDenominatorTerm) {
+      Remainder = Zero;
+      if (Qs.size() == 1)
+        Quotient = Qs[0];
+      else
+        Quotient = SE.getMulExpr(Qs);
+      return;
+    }
 
-  const SCEV *visitUDivExpr(const SCEVUDivExpr *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
-  }
+    if (!isa<SCEVUnknown>(Denominator)) {
+      Quotient = Zero;
+      Remainder = Numerator;
+      return;
+    }
 
-  const SCEV *visitAddRecExpr(const SCEVAddRecExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return GCD;
+    // The Remainder is obtained by replacing Denominator by 0 in Numerator.
+    ValueToValueMap RewriteMap;
+    RewriteMap[cast<SCEVUnknown>(Denominator)->getValue()] =
+        cast<SCEVConstant>(Zero)->getValue();
+    Remainder = SCEVParameterRewriter::rewrite(Numerator, SE, RewriteMap, true);
+
+    if (Remainder->isZero()) {
+      // The Quotient is obtained by replacing Denominator by 1 in Numerator.
+      RewriteMap[cast<SCEVUnknown>(Denominator)->getValue()] =
+          cast<SCEVConstant>(One)->getValue();
+      Quotient =
+          SCEVParameterRewriter::rewrite(Numerator, SE, RewriteMap, true);
+      return;
+    }
 
-    if (!Expr->isAffine()) {
-      Remainder = Expr;
-      return GCD;
+    // 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;
     }
+    divide(SE, Diff, Denominator, &Q, &R);
+    assert(R == Zero &&
+           "(Numerator - Remainder) should evenly divide Denominator");
+    Quotient = Q;
+  }
 
-    const SCEV *Rem = Zero;
-    const SCEV *Res = findGCD(SE, Expr->getOperand(0), GCD, &Rem);
-    if (Rem != Zero)
-      Remainder = SE.getAddExpr(Remainder, Rem);
+private:
+  ScalarEvolution &SE;
+  const SCEV *Denominator, *Quotient, *Remainder, *Zero, *One;
+};
+}
 
-    Rem = Zero;
-    Res = findGCD(SE, Expr->getOperand(1), Res, &Rem);
-    if (Rem != Zero) {
-      Remainder = Expr;
-      return GCD;
+static bool findArrayDimensionsRec(ScalarEvolution &SE,
+                                   SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms,
+                                   SmallVectorImpl<const SCEV *> &Sizes) {
+  int Last = Terms.size() - 1;
+  const SCEV *Step = Terms[Last];
+
+  // End of recursion.
+  if (Last == 0) {
+    if (const SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Step)) {
+      SmallVector<const SCEV *, 2> Qs;
+      for (const SCEV *Op : M->operands())
+        if (!isa<SCEVConstant>(Op))
+          Qs.push_back(Op);
+
+      Step = SE.getMulExpr(Qs);
     }
 
-    return Res;
+    Sizes.push_back(Step);
+    return true;
   }
 
-  const SCEV *visitSMaxExpr(const SCEVSMaxExpr *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
-  }
+  for (const SCEV *&Term : Terms) {
+    // Normalize the terms before the next call to findArrayDimensionsRec.
+    const SCEV *Q, *R;
+    SCEVDivision::divide(SE, Term, Step, &Q, &R);
 
-  const SCEV *visitUMaxExpr(const SCEVUMaxExpr *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
-  }
+    // Bail out when GCD does not evenly divide one of the terms.
+    if (!R->isZero())
+      return false;
 
-  const SCEV *visitUnknown(const SCEVUnknown *Expr) {
-    if (GCD != Expr)
-      Remainder = Expr;
-    return GCD;
+    Term = Q;
   }
 
-  const SCEV *visitCouldNotCompute(const SCEVCouldNotCompute *Expr) {
-    return One;
-  }
+  // Remove all SCEVConstants.
+  Terms.erase(std::remove_if(Terms.begin(), Terms.end(), [](const SCEV *E) {
+                return isa<SCEVConstant>(E);
+              }),
+              Terms.end());
 
-private:
-  ScalarEvolution &SE;
-  const SCEV *GCD, *Remainder, *Zero, *One;
-};
+  if (Terms.size() > 0)
+    if (!findArrayDimensionsRec(SE, Terms, Sizes))
+      return false;
 
-struct SCEVDivision : public SCEVVisitor<SCEVDivision, const SCEV *> {
-public:
-  // Remove from Start all multiples of Step.
-  static const SCEV *divide(ScalarEvolution &SE, const SCEV *Start,
-                            const SCEV *Step) {
-    SCEVDivision D(SE, Step);
-    const SCEV *Rem = D.Zero;
-    (void)Rem;
-    // The division is guaranteed to succeed: Step should divide Start with no
-    // remainder.
-    assert(Step == SCEVGCD::findGCD(SE, Start, Step, &Rem) && Rem == D.Zero &&
-           "Step should divide Start with no remainder.");
-    return D.visit(Start);
-  }
+  Sizes.push_back(Step);
+  return true;
+}
+
+namespace {
+struct FindParameter {
+  bool FoundParameter;
+  FindParameter() : FoundParameter(false) {}
 
-  SCEVDivision(ScalarEvolution &S, const SCEV *G) : SE(S), GCD(G) {
-    Zero = SE.getConstant(GCD->getType(), 0);
-    One = SE.getConstant(GCD->getType(), 1);
+  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;
+  }
+};
+}
 
-  const SCEV *visitConstant(const SCEVConstant *Constant) {
-    if (GCD == Constant)
-      return One;
+// Returns true when S contains at least a SCEVUnknown parameter.
+static inline bool
+containsParameters(const SCEV *S) {
+  FindParameter F;
+  SCEVTraversal<FindParameter> ST(F);
+  ST.visitAll(S);
 
-    if (const SCEVConstant *CGCD = dyn_cast<SCEVConstant>(GCD))
-      return SE.getConstant(sdiv(Constant, CGCD));
-    return Constant;
-  }
+  return F.FoundParameter;
+}
 
-  const SCEV *visitTruncateExpr(const SCEVTruncateExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
-  }
+// Returns true when one of the SCEVs of Terms contains a SCEVUnknown parameter.
+static inline bool
+containsParameters(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms) {
+  for (const SCEV *T : Terms)
+    if (containsParameters(T))
+      return true;
+  return false;
+}
 
-  const SCEV *visitZeroExtendExpr(const SCEVZeroExtendExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
-  }
+// Return the number of product terms in S.
+static inline int numberOfTerms(const SCEV *S) {
+  if (const SCEVMulExpr *Expr = dyn_cast<SCEVMulExpr>(S))
+    return Expr->getNumOperands();
+  return 1;
+}
 
-  const SCEV *visitSignExtendExpr(const SCEVSignExtendExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
-  }
+static const SCEV *removeConstantFactors(ScalarEvolution &SE, const SCEV *T) {
+  if (isa<SCEVConstant>(T))
+    return nullptr;
 
-  const SCEV *visitAddExpr(const SCEVAddExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
+  if (isa<SCEVUnknown>(T))
+    return T;
 
-    SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
-    for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i)
-      Operands.push_back(divide(SE, Expr->getOperand(i), GCD));
+  if (const SCEVMulExpr *M = dyn_cast<SCEVMulExpr>(T)) {
+    SmallVector<const SCEV *, 2> Factors;
+    for (const SCEV *Op : M->operands())
+      if (!isa<SCEVConstant>(Op))
+        Factors.push_back(Op);
 
-    if (Operands.size() == 1)
-      return Operands[0];
-    return SE.getAddExpr(Operands);
+    return SE.getMulExpr(Factors);
   }
 
-  const SCEV *visitMulExpr(const SCEVMulExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
+  return T;
+}
 
-    bool FoundGCDTerm = false;
-    for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i)
-      if (Expr->getOperand(i) == GCD)
-        FoundGCDTerm = true;
+/// Return the size of an element read or written by Inst.
+const SCEV *ScalarEvolution::getElementSize(Instruction *Inst) {
+  Type *Ty;
+  if (StoreInst *Store = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
+    Ty = Store->getValueOperand()->getType();
+  else if (LoadInst *Load = dyn_cast<LoadInst>(Inst))
+    Ty = Load->getType();
+  else
+    return nullptr;
 
-    SmallVector<const SCEV *, 2> Operands;
-    if (FoundGCDTerm) {
-      FoundGCDTerm = false;
-      for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-        if (FoundGCDTerm)
-          Operands.push_back(Expr->getOperand(i));
-        else if (Expr->getOperand(i) == GCD)
-          FoundGCDTerm = true;
-        else
-          Operands.push_back(Expr->getOperand(i));
-      }
-    } else {
-      FoundGCDTerm = false;
-      const SCEV *PartialGCD = One;
-      for (int i = 0, e = Expr->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-        if (PartialGCD == GCD) {
-          Operands.push_back(Expr->getOperand(i));
-          continue;
-        }
+  Type *ETy = getEffectiveSCEVType(PointerType::getUnqual(Ty));
+  return getSizeOfExpr(ETy, Ty);
+}
 
-        const SCEV *Rem = Zero;
-        const SCEV *Res = SCEVGCD::findGCD(SE, Expr->getOperand(i), GCD, &Rem);
-        if (Rem == Zero) {
-          PartialGCD = SE.getMulExpr(PartialGCD, Res);
-          Operands.push_back(divide(SE, Expr->getOperand(i), GCD));
-        } else {
-          Operands.push_back(Expr->getOperand(i));
-        }
-      }
-    }
+/// Second step of delinearization: compute the array dimensions Sizes from the
+/// set of Terms extracted from the memory access function of this SCEVAddRec.
+void ScalarEvolution::findArrayDimensions(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Terms,
+                                          SmallVectorImpl<const SCEV *> &Sizes,
+                                          const SCEV *ElementSize) const {
 
-    if (Operands.size() == 1)
-      return Operands[0];
-    return SE.getMulExpr(Operands);
-  }
+  if (Terms.size() < 1 || !ElementSize)
+    return;
 
-  const SCEV *visitUDivExpr(const SCEVUDivExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
-  }
+  // Early return when Terms do not contain parameters: we do not delinearize
+  // non parametric SCEVs.
+  if (!containsParameters(Terms))
+    return;
 
-  const SCEV *visitAddRecExpr(const SCEVAddRecExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
+  DEBUG({
+      dbgs() << "Terms:\n";
+      for (const SCEV *T : Terms)
+        dbgs() << *T << "\n";
+    });
 
-    assert(Expr->isAffine() && "Expr should be affine");
+  // Remove duplicates.
+  std::sort(Terms.begin(), Terms.end());
+  Terms.erase(std::unique(Terms.begin(), Terms.end()), Terms.end());
 
-    const SCEV *Start = divide(SE, Expr->getStart(), GCD);
-    const SCEV *Step = divide(SE, Expr->getStepRecurrence(SE), GCD);
+  // Put larger terms first.
+  std::sort(Terms.begin(), Terms.end(), [](const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) {
+    return numberOfTerms(LHS) > numberOfTerms(RHS);
+  });
 
-    return SE.getAddRecExpr(Start, Step, Expr->getLoop(),
-                            Expr->getNoWrapFlags());
-  }
+  ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution *>(this);
 
-  const SCEV *visitSMaxExpr(const SCEVSMaxExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
+  // Divide all terms by the element size.
+  for (const SCEV *&Term : Terms) {
+    const SCEV *Q, *R;
+    SCEVDivision::divide(SE, Term, ElementSize, &Q, &R);
+    Term = Q;
   }
 
-  const SCEV *visitUMaxExpr(const SCEVUMaxExpr *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
-  }
+  SmallVector<const SCEV *, 4> NewTerms;
+
+  // Remove constant factors.
+  for (const SCEV *T : Terms)
+    if (const SCEV *NewT = removeConstantFactors(SE, T))
+      NewTerms.push_back(NewT);
+
+  DEBUG({
+      dbgs() << "Terms after sorting:\n";
+      for (const SCEV *T : NewTerms)
+        dbgs() << *T << "\n";
+    });
 
-  const SCEV *visitUnknown(const SCEVUnknown *Expr) {
-    if (GCD == Expr)
-      return One;
-    return Expr;
+  if (NewTerms.empty() ||
+      !findArrayDimensionsRec(SE, NewTerms, Sizes)) {
+    Sizes.clear();
+    return;
   }
 
-  const SCEV *visitCouldNotCompute(const SCEVCouldNotCompute *Expr) {
-    return Expr;
+  // The last element to be pushed into Sizes is the size of an element.
+  Sizes.push_back(ElementSize);
+
+  DEBUG({
+      dbgs() << "Sizes:\n";
+      for (const SCEV *S : Sizes)
+        dbgs() << *S << "\n";
+    });
+}
+
+/// Third step of delinearization: compute the access functions for the
+/// Subscripts based on the dimensions in Sizes.
+void SCEVAddRecExpr::computeAccessFunctions(
+    ScalarEvolution &SE, SmallVectorImpl<const SCEV *> &Subscripts,
+    SmallVectorImpl<const SCEV *> &Sizes) const {
+
+  // Early exit in case this SCEV is not an affine multivariate function.
+  if (Sizes.empty() || !this->isAffine())
+    return;
+
+  const SCEV *Res = this;
+  int Last = Sizes.size() - 1;
+  for (int i = Last; i >= 0; i--) {
+    const SCEV *Q, *R;
+    SCEVDivision::divide(SE, Res, Sizes[i], &Q, &R);
+
+    DEBUG({
+        dbgs() << "Res: " << *Res << "\n";
+        dbgs() << "Sizes[i]: " << *Sizes[i] << "\n";
+        dbgs() << "Res divided by Sizes[i]:\n";
+        dbgs() << "Quotient: " << *Q << "\n";
+        dbgs() << "Remainder: " << *R << "\n";
+      });
+
+    Res = Q;
+
+    // Do not record the last subscript corresponding to the size of elements in
+    // the array.
+    if (i == Last) {
+
+      // Bail out if the remainder is too complex.
+      if (isa<SCEVAddRecExpr>(R)) {
+        Subscripts.clear();
+        Sizes.clear();
+        return;
+      }
+
+      continue;
+    }
+
+    // Record the access function for the current subscript.
+    Subscripts.push_back(R);
   }
 
-private:
-  ScalarEvolution &SE;
-  const SCEV *GCD, *Zero, *One;
-};
+  // Also push in last position the remainder of the last division: it will be
+  // the access function of the innermost dimension.
+  Subscripts.push_back(Res);
+
+  std::reverse(Subscripts.begin(), Subscripts.end());
+
+  DEBUG({
+      dbgs() << "Subscripts:\n";
+      for (const SCEV *S : Subscripts)
+        dbgs() << *S << "\n";
+    });
 }
 
 /// Splits the SCEV into two vectors of SCEVs representing the subscripts and
@@ -7117,93 +7545,40 @@ private:
 /// asking for the SCEV of the memory access with respect to all enclosing
 /// loops, calling SCEV->delinearize on that and printing the results.
 
-const SCEV *
-SCEVAddRecExpr::delinearize(ScalarEvolution &SE,
-                            SmallVectorImpl<const SCEV *> &Subscripts,
-                            SmallVectorImpl<const SCEV *> &Sizes) const {
-  // Early exit in case this SCEV is not an affine multivariate function.
-  if (!this->isAffine())
-    return this;
-
-  const SCEV *Start = this->getStart();
-  const SCEV *Step = this->getStepRecurrence(SE);
-
-  // Build the SCEV representation of the cannonical induction variable in the
-  // loop of this SCEV.
-  const SCEV *Zero = SE.getConstant(this->getType(), 0);
-  const SCEV *One = SE.getConstant(this->getType(), 1);
-  const SCEV *IV =
-      SE.getAddRecExpr(Zero, One, this->getLoop(), this->getNoWrapFlags());
-
-  DEBUG(dbgs() << "(delinearize: " << *this << "\n");
-
-  // Currently we fail to delinearize when the stride of this SCEV is 1. We
-  // could decide to not fail in this case: we could just return 1 for the size
-  // of the subscript, and this same SCEV for the access function.
-  if (Step == One) {
-    DEBUG(dbgs() << "failed to delinearize " << *this << "\n)\n");
-    return this;
-  }
-
-  // Find the GCD and Remainder of the Start and Step coefficients of this SCEV.
-  const SCEV *Remainder = NULL;
-  const SCEV *GCD = SCEVGCD::findGCD(SE, Start, Step, &Remainder);
-
-  DEBUG(dbgs() << "GCD: " << *GCD << "\n");
-  DEBUG(dbgs() << "Remainder: " << *Remainder << "\n");
-
-  // Same remark as above: we currently fail the delinearization, although we
-  // can very well handle this special case.
-  if (GCD == One) {
-    DEBUG(dbgs() << "failed to delinearize " << *this << "\n)\n");
-    return this;
-  }
-
-  // As findGCD computed Remainder, GCD divides "Start - Remainder." The
-  // Quotient is then this SCEV without Remainder, scaled down by the GCD.  The
-  // Quotient is what will be used in the next subscript delinearization.
-  const SCEV *Quotient =
-      SCEVDivision::divide(SE, SE.getMinusSCEV(Start, Remainder), GCD);
-  DEBUG(dbgs() << "Quotient: " << *Quotient << "\n");
-
-  const SCEV *Rem;
-  if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Quotient))
-    // Recursively call delinearize on the Quotient until there are no more
-    // multiples that can be recognized.
-    Rem = AR->delinearize(SE, Subscripts, Sizes);
-  else
-    Rem = Quotient;
+void SCEVAddRecExpr::delinearize(ScalarEvolution &SE,
+                                 SmallVectorImpl<const SCEV *> &Subscripts,
+                                 SmallVectorImpl<const SCEV *> &Sizes,
+                                 const SCEV *ElementSize) const {
+  // First step: collect parametric terms.
+  SmallVector<const SCEV *, 4> Terms;
+  collectParametricTerms(SE, Terms);
 
-  // Scale up the cannonical induction variable IV by whatever remains from the
-  // Step after division by the GCD: the GCD is the size of all the sub-array.
-  if (Step != GCD) {
-    Step = SCEVDivision::divide(SE, Step, GCD);
-    IV = SE.getMulExpr(IV, Step);
-  }
-  // The access function in the current subscript is computed as the cannonical
-  // induction variable IV (potentially scaled up by the step) and offset by
-  // Rem, the offset of delinearization in the sub-array.
-  const SCEV *Index = SE.getAddExpr(IV, Rem);
+  if (Terms.empty())
+    return;
 
-  // Record the access function and the size of the current subscript.
-  Subscripts.push_back(Index);
-  Sizes.push_back(GCD);
+  // Second step: find subscript sizes.
+  SE.findArrayDimensions(Terms, Sizes, ElementSize);
 
-#ifndef NDEBUG
-  int Size = Sizes.size();
-  DEBUG(dbgs() << "succeeded to delinearize " << *this << "\n");
-  DEBUG(dbgs() << "ArrayDecl[UnknownSize]");
-  for (int i = 0; i < Size - 1; i++)
-    DEBUG(dbgs() << "[" << *Sizes[i] << "]");
-  DEBUG(dbgs() << " with elements of " << *Sizes[Size - 1] << " bytes.\n");
-
-  DEBUG(dbgs() << "ArrayRef");
-  for (int i = 0; i < Size; i++)
-    DEBUG(dbgs() << "[" << *Subscripts[i] << "]");
-  DEBUG(dbgs() << "\n)\n");
-#endif
+  if (Sizes.empty())
+    return;
+
+  // Third step: compute the access functions for each subscript.
+  computeAccessFunctions(SE, Subscripts, Sizes);
+
+  if (Subscripts.empty())
+    return;
 
-  return Remainder;
+  DEBUG({
+      dbgs() << "succeeded to delinearize " << *this << "\n";
+      dbgs() << "ArrayDecl[UnknownSize]";
+      for (const SCEV *S : Sizes)
+        dbgs() << "[" << *S << "]";
+
+      dbgs() << "\nArrayRef";
+      for (const SCEV *S : Subscripts)
+        dbgs() << "[" << *S << "]";
+      dbgs() << "\n";
+    });
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -7225,11 +7600,8 @@ void ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::allUsesReplacedWith(Value *V) {
   // so that future queries will recompute the expressions using the new
   // value.
   Value *Old = getValPtr();
-  SmallVector<User *, 16> Worklist;
+  SmallVector<User *, 16> Worklist(Old->user_begin(), Old->user_end());
   SmallPtrSet<User *, 8> Visited;
-  for (Value::use_iterator UI = Old->use_begin(), UE = Old->use_end();
-       UI != UE; ++UI)
-    Worklist.push_back(*UI);
   while (!Worklist.empty()) {
     User *U = Worklist.pop_back_val();
     // Deleting the Old value will cause this to dangle. Postpone
@@ -7241,9 +7613,7 @@ void ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::allUsesReplacedWith(Value *V) {
     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(U))
       SE->ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
     SE->ValueExprMap.erase(U);
-    for (Value::use_iterator UI = U->use_begin(), UE = U->use_end();
-         UI != UE; ++UI)
-      Worklist.push_back(*UI);
+    Worklist.insert(Worklist.end(), U->user_begin(), U->user_end());
   }
   // Delete the Old value.
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Old))
@@ -7260,16 +7630,18 @@ ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::SCEVCallbackVH(Value *V, ScalarEvolution *se)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 ScalarEvolution::ScalarEvolution()
-  : FunctionPass(ID), ValuesAtScopes(64), LoopDispositions(64), BlockDispositions(64), FirstUnknown(0) {
+  : FunctionPass(ID), ValuesAtScopes(64), LoopDispositions(64),
+    BlockDispositions(64), FirstUnknown(nullptr) {
   initializeScalarEvolutionPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 }
 
 bool ScalarEvolution::runOnFunction(Function &F) {
   this->F = &F;
   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
-  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
   return false;
 }
 
@@ -7278,7 +7650,7 @@ void ScalarEvolution::releaseMemory() {
   // destructors, so that they release their references to their values.
   for (SCEVUnknown *U = FirstUnknown; U; U = U->Next)
     U->~SCEVUnknown();
-  FirstUnknown = 0;
+  FirstUnknown = nullptr;
 
   ValueExprMap.clear();
 
@@ -7306,7 +7678,7 @@ void ScalarEvolution::releaseMemory() {
 void ScalarEvolution::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.setPreservesAll();
   AU.addRequiredTransitive<LoopInfo>();
-  AU.addRequiredTransitive<DominatorTree>();
+  AU.addRequiredTransitive<DominatorTreeWrapperPass>();
   AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 }
 
@@ -7321,7 +7693,7 @@ static void PrintLoopInfo(raw_ostream &OS, ScalarEvolution *SE,
     PrintLoopInfo(OS, SE, *I);
 
   OS << "Loop ";
-  WriteAsOperand(OS, L->getHeader(), /*PrintType=*/false);
+  L->getHeader()->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
   OS << ": ";
 
   SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitBlocks;
@@ -7337,7 +7709,7 @@ static void PrintLoopInfo(raw_ostream &OS, ScalarEvolution *SE,
 
   OS << "\n"
         "Loop ";
-  WriteAsOperand(OS, L->getHeader(), /*PrintType=*/false);
+  L->getHeader()->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
   OS << ": ";
 
   if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(SE->getMaxBackedgeTakenCount(L))) {
@@ -7359,7 +7731,7 @@ void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
   ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution *>(this);
 
   OS << "Classifying expressions for: ";
-  WriteAsOperand(OS, F, /*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)) {
@@ -7390,7 +7762,7 @@ void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
     }
 
   OS << "Determining loop execution counts for: ";
-  WriteAsOperand(OS, F, /*PrintType=*/false);
+  F->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
   OS << "\n";
   for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
     PrintLoopInfo(OS, &SE, *I);
@@ -7417,7 +7789,7 @@ ScalarEvolution::getLoopDisposition(const SCEV *S, const Loop *L) {
 
 ScalarEvolution::LoopDisposition
 ScalarEvolution::computeLoopDisposition(const SCEV *S, const Loop *L) {
-  switch (S->getSCEVType()) {
+  switch (static_cast<SCEVTypes>(S->getSCEVType())) {
   case scConstant:
     return LoopInvariant;
   case scTruncate:
@@ -7490,8 +7862,8 @@ ScalarEvolution::computeLoopDisposition(const SCEV *S, const Loop *L) {
     return LoopInvariant;
   case scCouldNotCompute:
     llvm_unreachable("Attempt to use a SCEVCouldNotCompute object!");
-  default: llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
   }
+  llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
 }
 
 bool ScalarEvolution::isLoopInvariant(const SCEV *S, const Loop *L) {
@@ -7523,7 +7895,7 @@ ScalarEvolution::getBlockDisposition(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
 
 ScalarEvolution::BlockDisposition
 ScalarEvolution::computeBlockDisposition(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
-  switch (S->getSCEVType()) {
+  switch (static_cast<SCEVTypes>(S->getSCEVType())) {
   case scConstant:
     return ProperlyDominatesBlock;
   case scTruncate:
@@ -7580,9 +7952,8 @@ ScalarEvolution::computeBlockDisposition(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
     return ProperlyDominatesBlock;
   case scCouldNotCompute:
     llvm_unreachable("Attempt to use a SCEVCouldNotCompute object!");
-  default:
-    llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
   }
+  llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
 }
 
 bool ScalarEvolution::dominates(const SCEV *S, const BasicBlock *BB) {
@@ -7637,7 +8008,7 @@ void ScalarEvolution::forgetMemoizedResults(const SCEV *S) {
 
 typedef DenseMap<const Loop *, std::string> VerifyMap;
 
-/// replaceSubString - Replaces all occurences of From in Str with To.
+/// replaceSubString - Replaces all occurrences of From in Str with To.
 static void replaceSubString(std::string &Str, StringRef From, StringRef To) {
   size_t Pos = 0;
   while ((Pos = Str.find(From, Pos)) != std::string::npos) {