[ValueTracking] Move GlobalAlias handling to be after the max depth check in computeK...
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ValueTracking.cpp
index b35e2074acbc04a3432c870814ecf08ae2dafbd0..d3cc52d87e0dcbe3f90dd020cde5948a9ac5645e 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionTracker.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/GlobalAlias.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Operator.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/ConstantRange.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include <cstring>
 using namespace llvm;
 using namespace llvm::PatternMatch;
 
 const unsigned MaxDepth = 6;
 
-/// getBitWidth - Returns the bitwidth of the given scalar or pointer type (if
-/// unknown returns 0).  For vector types, returns the element type's bitwidth.
-static unsigned getBitWidth(Type *Ty, const TargetData *TD) {
+/// Returns the bitwidth of the given scalar or pointer type (if unknown returns
+/// 0). For vector types, returns the element type's bitwidth.
+static unsigned getBitWidth(Type *Ty, const DataLayout *TD) {
   if (unsigned BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits())
     return BitWidth;
-  assert(isa<PointerType>(Ty) && "Expected a pointer type!");
-  return TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 0;
+
+  return TD ? TD->getPointerTypeSizeInBits(Ty) : 0;
+}
+
+// Many of these functions have internal versions that take an assumption
+// exclusion set. This is because of the potential for mutual recursion to
+// cause computeKnownBits to repeatedly visit the same assume intrinsic. The
+// classic case of this is assume(x = y), which will attempt to determine
+// bits in x from bits in y, which will attempt to determine bits in y from
+// bits in x, etc. Regarding the mutual recursion, computeKnownBits can call
+// isKnownNonZero, which calls computeKnownBits and ComputeSignBit and
+// isKnownToBeAPowerOfTwo (all of which can call computeKnownBits), and so on.
+typedef SmallPtrSet<const Value *, 8> ExclInvsSet;
+
+namespace {
+// Simplifying using an assume can only be done in a particular control-flow
+// context (the context instruction provides that context). If an assume and
+// the context instruction are not in the same block then the DT helps in
+// figuring out if we can use it.
+struct Query {
+  ExclInvsSet ExclInvs;
+  AssumptionTracker *AT;
+  const Instruction *CxtI;
+  const DominatorTree *DT;
+
+  Query(AssumptionTracker *AT = nullptr, const Instruction *CxtI = nullptr,
+        const DominatorTree *DT = nullptr)
+    : AT(AT), CxtI(CxtI), DT(DT) {}
+
+  Query(const Query &Q, const Value *NewExcl)
+    : ExclInvs(Q.ExclInvs), AT(Q.AT), CxtI(Q.CxtI), DT(Q.DT) {
+    ExclInvs.insert(NewExcl);
+  }
+};
+} // end anonymous namespace
+
+// Given the provided Value and, potentially, a context instruction, return
+// the preferred context instruction (if any).
+static const Instruction *safeCxtI(const Value *V, const Instruction *CxtI) {
+  // If we've been provided with a context instruction, then use that (provided
+  // it has been inserted).
+  if (CxtI && CxtI->getParent())
+    return CxtI;
+
+  // If the value is really an already-inserted instruction, then use that.
+  CxtI = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (CxtI && CxtI->getParent())
+    return CxtI;
+
+  return nullptr;
+}
+
+static void computeKnownBits(Value *V, APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
+                            const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                            const Query &Q);
+
+void llvm::computeKnownBits(Value *V, APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
+                            const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                            AssumptionTracker *AT, const Instruction *CxtI,
+                            const DominatorTree *DT) {
+  ::computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth,
+                     Query(AT, safeCxtI(V, CxtI), DT));
+}
+
+static void ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
+                          const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                          const Query &Q);
+
+void llvm::ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
+                          const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                          AssumptionTracker *AT, const Instruction *CxtI,
+                          const DominatorTree *DT) {
+  ::ComputeSignBit(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth,
+                   Query(AT, safeCxtI(V, CxtI), DT));
+}
+
+static bool isKnownToBeAPowerOfTwo(Value *V, bool OrZero, unsigned Depth,
+                                   const Query &Q);
+
+bool llvm::isKnownToBeAPowerOfTwo(Value *V, bool OrZero, unsigned Depth,
+                                  AssumptionTracker *AT,
+                                  const Instruction *CxtI,
+                                  const DominatorTree *DT) {
+  return ::isKnownToBeAPowerOfTwo(V, OrZero, Depth,
+                                  Query(AT, safeCxtI(V, CxtI), DT));
+}
+
+static bool isKnownNonZero(Value *V, const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                           const Query &Q);
+
+bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                          AssumptionTracker *AT, const Instruction *CxtI,
+                          const DominatorTree *DT) {
+  return ::isKnownNonZero(V, TD, Depth, Query(AT, safeCxtI(V, CxtI), DT));
+}
+
+static bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
+                              const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                              const Query &Q);
+
+bool llvm::MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
+                             const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                             AssumptionTracker *AT, const Instruction *CxtI,
+                             const DominatorTree *DT) {
+  return ::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth,
+                             Query(AT, safeCxtI(V, CxtI), DT));
+}
+
+static unsigned ComputeNumSignBits(Value *V, const DataLayout *TD,
+                                   unsigned Depth, const Query &Q);
+
+unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const DataLayout *TD,
+                                  unsigned Depth, AssumptionTracker *AT,
+                                  const Instruction *CxtI,
+                                  const DominatorTree *DT) {
+  return ::ComputeNumSignBits(V, TD, Depth, Query(AT, safeCxtI(V, CxtI), DT));
+}
+
+static void computeKnownBitsAddSub(bool Add, Value *Op0, Value *Op1, bool NSW,
+                                   APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
+                                   APInt &KnownZero2, APInt &KnownOne2,
+                                   const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                                   const Query &Q) {
+  if (!Add) {
+    if (ConstantInt *CLHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
+      // We know that the top bits of C-X are clear if X contains less bits
+      // than C (i.e. no wrap-around can happen).  For example, 20-X is
+      // positive if we can prove that X is >= 0 and < 16.
+      if (!CLHS->getValue().isNegative()) {
+        unsigned BitWidth = KnownZero.getBitWidth();
+        unsigned NLZ = (CLHS->getValue()+1).countLeadingZeros();
+        // NLZ can't be BitWidth with no sign bit
+        APInt MaskV = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NLZ+1);
+        computeKnownBits(Op1, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
+
+        // If all of the MaskV bits are known to be zero, then we know the
+        // output top bits are zero, because we now know that the output is
+        // from [0-C].
+        if ((KnownZero2 & MaskV) == MaskV) {
+          unsigned NLZ2 = CLHS->getValue().countLeadingZeros();
+          // Top bits known zero.
+          KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NLZ2);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  unsigned BitWidth = KnownZero.getBitWidth();
+
+  // If an initial sequence of bits in the result is not needed, the
+  // corresponding bits in the operands are not needed.
+  APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
+  computeKnownBits(Op0, LHSKnownZero, LHSKnownOne, TD, Depth+1, Q);
+  computeKnownBits(Op1, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
+
+  // Carry in a 1 for a subtract, rather than a 0.
+  APInt CarryIn(BitWidth, 0);
+  if (!Add) {
+    // Sum = LHS + ~RHS + 1
+    std::swap(KnownZero2, KnownOne2);
+    CarryIn.setBit(0);
+  }
+
+  APInt PossibleSumZero = ~LHSKnownZero + ~KnownZero2 + CarryIn;
+  APInt PossibleSumOne = LHSKnownOne + KnownOne2 + CarryIn;
+
+  // Compute known bits of the carry.
+  APInt CarryKnownZero = ~(PossibleSumZero ^ LHSKnownZero ^ KnownZero2);
+  APInt CarryKnownOne = PossibleSumOne ^ LHSKnownOne ^ KnownOne2;
+
+  // Compute set of known bits (where all three relevant bits are known).
+  APInt LHSKnown = LHSKnownZero | LHSKnownOne;
+  APInt RHSKnown = KnownZero2 | KnownOne2;
+  APInt CarryKnown = CarryKnownZero | CarryKnownOne;
+  APInt Known = LHSKnown & RHSKnown & CarryKnown;
+
+  assert((PossibleSumZero & Known) == (PossibleSumOne & Known) &&
+         "known bits of sum differ");
+
+  // Compute known bits of the result.
+  KnownZero = ~PossibleSumOne & Known;
+  KnownOne = PossibleSumOne & Known;
+
+  // Are we still trying to solve for the sign bit?
+  if (!Known.isNegative()) {
+    if (NSW) {
+      // Adding two non-negative numbers, or subtracting a negative number from
+      // a non-negative one, can't wrap into negative.
+      if (LHSKnownZero.isNegative() && KnownZero2.isNegative())
+        KnownZero |= APInt::getSignBit(BitWidth);
+      // Adding two negative numbers, or subtracting a non-negative number from
+      // a negative one, can't wrap into non-negative.
+      else if (LHSKnownOne.isNegative() && KnownOne2.isNegative())
+        KnownOne |= APInt::getSignBit(BitWidth);
+    }
+  }
+}
+
+static void computeKnownBitsMul(Value *Op0, Value *Op1, bool NSW,
+                                APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
+                                APInt &KnownZero2, APInt &KnownOne2,
+                                const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                                const Query &Q) {
+  unsigned BitWidth = KnownZero.getBitWidth();
+  computeKnownBits(Op1, KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+  computeKnownBits(Op0, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
+
+  bool isKnownNegative = false;
+  bool isKnownNonNegative = false;
+  // If the multiplication is known not to overflow, compute the sign bit.
+  if (NSW) {
+    if (Op0 == Op1) {
+      // The product of a number with itself is non-negative.
+      isKnownNonNegative = true;
+    } else {
+      bool isKnownNonNegativeOp1 = KnownZero.isNegative();
+      bool isKnownNonNegativeOp0 = KnownZero2.isNegative();
+      bool isKnownNegativeOp1 = KnownOne.isNegative();
+      bool isKnownNegativeOp0 = KnownOne2.isNegative();
+      // The product of two numbers with the same sign is non-negative.
+      isKnownNonNegative = (isKnownNegativeOp1 && isKnownNegativeOp0) ||
+        (isKnownNonNegativeOp1 && isKnownNonNegativeOp0);
+      // The product of a negative number and a non-negative number is either
+      // negative or zero.
+      if (!isKnownNonNegative)
+        isKnownNegative = (isKnownNegativeOp1 && isKnownNonNegativeOp0 &&
+                           isKnownNonZero(Op0, TD, Depth, Q)) ||
+                          (isKnownNegativeOp0 && isKnownNonNegativeOp1 &&
+                           isKnownNonZero(Op1, TD, Depth, Q));
+    }
+  }
+
+  // If low bits are zero in either operand, output low known-0 bits.
+  // Also compute a conserative estimate for high known-0 bits.
+  // More trickiness is possible, but this is sufficient for the
+  // interesting case of alignment computation.
+  KnownOne.clearAllBits();
+  unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes() +
+                    KnownZero2.countTrailingOnes();
+  unsigned LeadZ =  std::max(KnownZero.countLeadingOnes() +
+                             KnownZero2.countLeadingOnes(),
+                             BitWidth) - BitWidth;
+
+  TrailZ = std::min(TrailZ, BitWidth);
+  LeadZ = std::min(LeadZ, BitWidth);
+  KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailZ) |
+              APInt::getHighBitsSet(BitWidth, LeadZ);
+
+  // Only make use of no-wrap flags if we failed to compute the sign bit
+  // directly.  This matters if the multiplication always overflows, in
+  // which case we prefer to follow the result of the direct computation,
+  // though as the program is invoking undefined behaviour we can choose
+  // whatever we like here.
+  if (isKnownNonNegative && !KnownOne.isNegative())
+    KnownZero.setBit(BitWidth - 1);
+  else if (isKnownNegative && !KnownZero.isNegative())
+    KnownOne.setBit(BitWidth - 1);
+}
+
+void llvm::computeKnownBitsFromRangeMetadata(const MDNode &Ranges,
+                                             APInt &KnownZero) {
+  unsigned BitWidth = KnownZero.getBitWidth();
+  unsigned NumRanges = Ranges.getNumOperands() / 2;
+  assert(NumRanges >= 1);
+
+  // Use the high end of the ranges to find leading zeros.
+  unsigned MinLeadingZeros = BitWidth;
+  for (unsigned i = 0; i < NumRanges; ++i) {
+    ConstantInt *Lower =
+        mdconst::extract<ConstantInt>(Ranges.getOperand(2 * i + 0));
+    ConstantInt *Upper =
+        mdconst::extract<ConstantInt>(Ranges.getOperand(2 * i + 1));
+    ConstantRange Range(Lower->getValue(), Upper->getValue());
+    if (Range.isWrappedSet())
+      MinLeadingZeros = 0; // -1 has no zeros
+    unsigned LeadingZeros = (Upper->getValue() - 1).countLeadingZeros();
+    MinLeadingZeros = std::min(LeadingZeros, MinLeadingZeros);
+  }
+
+  KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, MinLeadingZeros);
+}
+
+static bool isEphemeralValueOf(Instruction *I, const Value *E) {
+  SmallVector<const Value *, 16> WorkSet(1, I);
+  SmallPtrSet<const Value *, 32> Visited;
+  SmallPtrSet<const Value *, 16> EphValues;
+
+  while (!WorkSet.empty()) {
+    const Value *V = WorkSet.pop_back_val();
+    if (!Visited.insert(V).second)
+      continue;
+
+    // If all uses of this value are ephemeral, then so is this value.
+    bool FoundNEUse = false;
+    for (const User *I : V->users())
+      if (!EphValues.count(I)) {
+        FoundNEUse = true;
+        break;
+      }
+
+    if (!FoundNEUse) {
+      if (V == E)
+        return true;
+
+      EphValues.insert(V);
+      if (const User *U = dyn_cast<User>(V))
+        for (User::const_op_iterator J = U->op_begin(), JE = U->op_end();
+             J != JE; ++J) {
+          if (isSafeToSpeculativelyExecute(*J))
+            WorkSet.push_back(*J);
+        }
+    }
+  }
+
+  return false;
+}
+
+// Is this an intrinsic that cannot be speculated but also cannot trap?
+static bool isAssumeLikeIntrinsic(const Instruction *I) {
+  if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
+    if (Function *F = CI->getCalledFunction())
+      switch (F->getIntrinsicID()) {
+      default: break;
+      // FIXME: This list is repeated from NoTTI::getIntrinsicCost.
+      case Intrinsic::assume:
+      case Intrinsic::dbg_declare:
+      case Intrinsic::dbg_value:
+      case Intrinsic::invariant_start:
+      case Intrinsic::invariant_end:
+      case Intrinsic::lifetime_start:
+      case Intrinsic::lifetime_end:
+      case Intrinsic::objectsize:
+      case Intrinsic::ptr_annotation:
+      case Intrinsic::var_annotation:
+        return true;
+      }
+
+  return false;
+}
+
+static bool isValidAssumeForContext(Value *V, const Query &Q,
+                                    const DataLayout *DL) {
+  Instruction *Inv = cast<Instruction>(V);
+
+  // There are two restrictions on the use of an assume:
+  //  1. The assume must dominate the context (or the control flow must
+  //     reach the assume whenever it reaches the context).
+  //  2. The context must not be in the assume's set of ephemeral values
+  //     (otherwise we will use the assume to prove that the condition
+  //     feeding the assume is trivially true, thus causing the removal of
+  //     the assume).
+
+  if (Q.DT) {
+    if (Q.DT->dominates(Inv, Q.CxtI)) {
+      return true;
+    } else if (Inv->getParent() == Q.CxtI->getParent()) {
+      // The context comes first, but they're both in the same block. Make sure
+      // there is nothing in between that might interrupt the control flow.
+      for (BasicBlock::const_iterator I =
+             std::next(BasicBlock::const_iterator(Q.CxtI)),
+                                      IE(Inv); I != IE; ++I)
+        if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I, DL) &&
+            !isAssumeLikeIntrinsic(I))
+          return false;
+
+      return !isEphemeralValueOf(Inv, Q.CxtI);
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  // When we don't have a DT, we do a limited search...
+  if (Inv->getParent() == Q.CxtI->getParent()->getSinglePredecessor()) {
+    return true;
+  } else if (Inv->getParent() == Q.CxtI->getParent()) {
+    // Search forward from the assume until we reach the context (or the end
+    // of the block); the common case is that the assume will come first.
+    for (BasicBlock::iterator I = std::next(BasicBlock::iterator(Inv)),
+         IE = Inv->getParent()->end(); I != IE; ++I)
+      if (I == Q.CxtI)
+        return true;
+
+    // The context must come first...
+    for (BasicBlock::const_iterator I =
+           std::next(BasicBlock::const_iterator(Q.CxtI)),
+                                    IE(Inv); I != IE; ++I)
+      if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I, DL) &&
+          !isAssumeLikeIntrinsic(I))
+        return false;
+
+    return !isEphemeralValueOf(Inv, Q.CxtI);
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool llvm::isValidAssumeForContext(const Instruction *I,
+                                   const Instruction *CxtI,
+                                   const DataLayout *DL,
+                                   const DominatorTree *DT) {
+  return ::isValidAssumeForContext(const_cast<Instruction*>(I),
+                                   Query(nullptr, CxtI, DT), DL);
+}
+
+template<typename LHS, typename RHS>
+inline match_combine_or<CmpClass_match<LHS, RHS, ICmpInst, ICmpInst::Predicate>,
+                        CmpClass_match<RHS, LHS, ICmpInst, ICmpInst::Predicate>>
+m_c_ICmp(ICmpInst::Predicate &Pred, const LHS &L, const RHS &R) {
+  return m_CombineOr(m_ICmp(Pred, L, R), m_ICmp(Pred, R, L));
 }
 
-/// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
-/// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
-/// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
-/// processing.
+template<typename LHS, typename RHS>
+inline match_combine_or<BinaryOp_match<LHS, RHS, Instruction::And>,
+                        BinaryOp_match<RHS, LHS, Instruction::And>>
+m_c_And(const LHS &L, const RHS &R) {
+  return m_CombineOr(m_And(L, R), m_And(R, L));
+}
+
+template<typename LHS, typename RHS>
+inline match_combine_or<BinaryOp_match<LHS, RHS, Instruction::Or>,
+                        BinaryOp_match<RHS, LHS, Instruction::Or>>
+m_c_Or(const LHS &L, const RHS &R) {
+  return m_CombineOr(m_Or(L, R), m_Or(R, L));
+}
+
+template<typename LHS, typename RHS>
+inline match_combine_or<BinaryOp_match<LHS, RHS, Instruction::Xor>,
+                        BinaryOp_match<RHS, LHS, Instruction::Xor>>
+m_c_Xor(const LHS &L, const RHS &R) {
+  return m_CombineOr(m_Xor(L, R), m_Xor(R, L));
+}
+
+static void computeKnownBitsFromAssume(Value *V, APInt &KnownZero,
+                                       APInt &KnownOne,
+                                       const DataLayout *DL,
+                                       unsigned Depth, const Query &Q) {
+  // Use of assumptions is context-sensitive. If we don't have a context, we
+  // cannot use them!
+  if (!Q.AT || !Q.CxtI)
+    return;
+
+  unsigned BitWidth = KnownZero.getBitWidth();
+
+  Function *F = const_cast<Function*>(Q.CxtI->getParent()->getParent());
+  for (auto &CI : Q.AT->assumptions(F)) {
+    CallInst *I = CI;
+    if (Q.ExclInvs.count(I))
+      continue;
+
+    // Warning: This loop can end up being somewhat performance sensetive.
+    // We're running this loop for once for each value queried resulting in a
+    // runtime of ~O(#assumes * #values).
+
+    assert(isa<IntrinsicInst>(I) &&
+           dyn_cast<IntrinsicInst>(I)->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume &&
+           "must be an assume intrinsic");
+    
+    Value *Arg = I->getArgOperand(0);
+
+    if (Arg == V &&
+        isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      assert(BitWidth == 1 && "assume operand is not i1?");
+      KnownZero.clearAllBits();
+      KnownOne.setAllBits();
+      return;
+    }
+
+    // The remaining tests are all recursive, so bail out if we hit the limit.
+    if (Depth == MaxDepth)
+      continue;
+
+    Value *A, *B;
+    auto m_V = m_CombineOr(m_Specific(V),
+                           m_CombineOr(m_PtrToInt(m_Specific(V)),
+                           m_BitCast(m_Specific(V))));
+
+    CmpInst::Predicate Pred;
+    ConstantInt *C;
+    // assume(v = a)
+    if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+        Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      KnownZero |= RHSKnownZero;
+      KnownOne  |= RHSKnownOne;
+    // assume(v & b = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_c_And(m_V, m_Value(B)),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      APInt MaskKnownZero(BitWidth, 0), MaskKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(B, MaskKnownZero, MaskKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // For those bits in the mask that are known to be one, we can propagate
+      // known bits from the RHS to V.
+      KnownZero |= RHSKnownZero & MaskKnownOne;
+      KnownOne  |= RHSKnownOne  & MaskKnownOne;
+    // assume(~(v & b) = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_Not(m_c_And(m_V, m_Value(B))),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      APInt MaskKnownZero(BitWidth, 0), MaskKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(B, MaskKnownZero, MaskKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // For those bits in the mask that are known to be one, we can propagate
+      // inverted known bits from the RHS to V.
+      KnownZero |= RHSKnownOne  & MaskKnownOne;
+      KnownOne  |= RHSKnownZero & MaskKnownOne;
+    // assume(v | b = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_c_Or(m_V, m_Value(B)),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      APInt BKnownZero(BitWidth, 0), BKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(B, BKnownZero, BKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // For those bits in B that are known to be zero, we can propagate known
+      // bits from the RHS to V.
+      KnownZero |= RHSKnownZero & BKnownZero;
+      KnownOne  |= RHSKnownOne  & BKnownZero;
+    // assume(~(v | b) = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_Not(m_c_Or(m_V, m_Value(B))),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      APInt BKnownZero(BitWidth, 0), BKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(B, BKnownZero, BKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // For those bits in B that are known to be zero, we can propagate
+      // inverted known bits from the RHS to V.
+      KnownZero |= RHSKnownOne  & BKnownZero;
+      KnownOne  |= RHSKnownZero & BKnownZero;
+    // assume(v ^ b = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_c_Xor(m_V, m_Value(B)),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      APInt BKnownZero(BitWidth, 0), BKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(B, BKnownZero, BKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // For those bits in B that are known to be zero, we can propagate known
+      // bits from the RHS to V. For those bits in B that are known to be one,
+      // we can propagate inverted known bits from the RHS to V.
+      KnownZero |= RHSKnownZero & BKnownZero;
+      KnownOne  |= RHSKnownOne  & BKnownZero;
+      KnownZero |= RHSKnownOne  & BKnownOne;
+      KnownOne  |= RHSKnownZero & BKnownOne;
+    // assume(~(v ^ b) = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_Not(m_c_Xor(m_V, m_Value(B))),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      APInt BKnownZero(BitWidth, 0), BKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(B, BKnownZero, BKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // For those bits in B that are known to be zero, we can propagate
+      // inverted known bits from the RHS to V. For those bits in B that are
+      // known to be one, we can propagate known bits from the RHS to V.
+      KnownZero |= RHSKnownOne  & BKnownZero;
+      KnownOne  |= RHSKnownZero & BKnownZero;
+      KnownZero |= RHSKnownZero & BKnownOne;
+      KnownOne  |= RHSKnownOne  & BKnownOne;
+    // assume(v << c = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_Shl(m_V, m_ConstantInt(C)),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      // For those bits in RHS that are known, we can propagate them to known
+      // bits in V shifted to the right by C.
+      KnownZero |= RHSKnownZero.lshr(C->getZExtValue());
+      KnownOne  |= RHSKnownOne.lshr(C->getZExtValue());
+    // assume(~(v << c) = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_Not(m_Shl(m_V, m_ConstantInt(C))),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      // For those bits in RHS that are known, we can propagate them inverted
+      // to known bits in V shifted to the right by C.
+      KnownZero |= RHSKnownOne.lshr(C->getZExtValue());
+      KnownOne  |= RHSKnownZero.lshr(C->getZExtValue());
+    // assume(v >> c = a)
+    } else if (match(Arg,
+                     m_c_ICmp(Pred, m_CombineOr(m_LShr(m_V, m_ConstantInt(C)),
+                                                  m_AShr(m_V,
+                                                         m_ConstantInt(C))),
+                                     m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      // For those bits in RHS that are known, we can propagate them to known
+      // bits in V shifted to the right by C.
+      KnownZero |= RHSKnownZero << C->getZExtValue();
+      KnownOne  |= RHSKnownOne  << C->getZExtValue();
+    // assume(~(v >> c) = a)
+    } else if (match(Arg, m_c_ICmp(Pred, m_Not(m_CombineOr(
+                                              m_LShr(m_V, m_ConstantInt(C)),
+                                              m_AShr(m_V, m_ConstantInt(C)))),
+                                   m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+      // For those bits in RHS that are known, we can propagate them inverted
+      // to known bits in V shifted to the right by C.
+      KnownZero |= RHSKnownOne  << C->getZExtValue();
+      KnownOne  |= RHSKnownZero << C->getZExtValue();
+    // assume(v >=_s c) where c is non-negative
+    } else if (match(Arg, m_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_SGE &&
+               isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      if (RHSKnownZero.isNegative()) {
+        // We know that the sign bit is zero.
+        KnownZero |= APInt::getSignBit(BitWidth);
+      }
+    // assume(v >_s c) where c is at least -1.
+    } else if (match(Arg, m_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_SGT &&
+               isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      if (RHSKnownOne.isAllOnesValue() || RHSKnownZero.isNegative()) {
+        // We know that the sign bit is zero.
+        KnownZero |= APInt::getSignBit(BitWidth);
+      }
+    // assume(v <=_s c) where c is negative
+    } else if (match(Arg, m_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_SLE &&
+               isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      if (RHSKnownOne.isNegative()) {
+        // We know that the sign bit is one.
+        KnownOne |= APInt::getSignBit(BitWidth);
+      }
+    // assume(v <_s c) where c is non-positive
+    } else if (match(Arg, m_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_SLT &&
+               isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      if (RHSKnownZero.isAllOnesValue() || RHSKnownOne.isNegative()) {
+        // We know that the sign bit is one.
+        KnownOne |= APInt::getSignBit(BitWidth);
+      }
+    // assume(v <=_u c)
+    } else if (match(Arg, m_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_ULE &&
+               isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // Whatever high bits in c are zero are known to be zero.
+      KnownZero |=
+        APInt::getHighBitsSet(BitWidth, RHSKnownZero.countLeadingOnes());
+    // assume(v <_u c)
+    } else if (match(Arg, m_ICmp(Pred, m_V, m_Value(A))) &&
+               Pred == ICmpInst::ICMP_ULT &&
+               isValidAssumeForContext(I, Q, DL)) {
+      APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0), RHSKnownOne(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(A, RHSKnownZero, RHSKnownOne, DL, Depth+1, Query(Q, I));
+
+      // Whatever high bits in c are zero are known to be zero (if c is a power
+      // of 2, then one more).
+      if (isKnownToBeAPowerOfTwo(A, false, Depth+1, Query(Q, I)))
+        KnownZero |=
+          APInt::getHighBitsSet(BitWidth, RHSKnownZero.countLeadingOnes()+1);
+      else
+        KnownZero |=
+          APInt::getHighBitsSet(BitWidth, RHSKnownZero.countLeadingOnes());
+    }
+  }
+}
+
+/// Determine which bits of V are known to be either zero or one and return
+/// them in the KnownZero/KnownOne bit sets.
+///
 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
@@ -54,15 +743,16 @@ static unsigned getBitWidth(Type *Ty, const TargetData *TD) {
 ///
 /// This function is defined on values with integer type, values with pointer
 /// type (but only if TD is non-null), and vectors of integers.  In the case
-/// where V is a vector, the mask, known zero, and known one values are the
+/// where V is a vector, known zero, and known one values are the
 /// same width as the vector element, and the bit is set only if it is true
 /// for all of the elements in the vector.
-void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
-                             APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
-                             const TargetData *TD, unsigned Depth) {
+void computeKnownBits(Value *V, APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
+                      const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                      const Query &Q) {
   assert(V && "No Value?");
   assert(Depth <= MaxDepth && "Limit Search Depth");
-  unsigned BitWidth = Mask.getBitWidth();
+  unsigned BitWidth = KnownZero.getBitWidth();
+
   assert((V->getType()->isIntOrIntVectorTy() ||
           V->getType()->getScalarType()->isPointerTy()) &&
          "Not integer or pointer type!");
@@ -72,19 +762,19 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
           V->getType()->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
-         "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
+         "V, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
 
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
     // We know all of the bits for a constant!
-    KnownOne = CI->getValue() & Mask;
-    KnownZero = ~KnownOne & Mask;
+    KnownOne = CI->getValue();
+    KnownZero = ~KnownOne;
     return;
   }
   // Null and aggregate-zero are all-zeros.
   if (isa<ConstantPointerNull>(V) ||
       isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
     KnownOne.clearAllBits();
-    KnownZero = Mask;
+    KnownZero = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
     return;
   }
   // Handle a constant vector by taking the intersection of the known bits of
@@ -98,60 +788,74 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     for (unsigned i = 0, e = CDS->getNumElements(); i != e; ++i) {
       Elt = CDS->getElementAsInteger(i);
       KnownZero &= ~Elt;
-      KnownOne &= Elt;      
+      KnownOne &= Elt;
     }
     return;
   }
-  
+
   // The address of an aligned GlobalValue has trailing zeros.
-  if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
-    unsigned Align = GV->getAlignment();
-    if (Align == 0 && TD && GV->getType()->getElementType()->isSized()) {
-      if (GlobalVariable *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GV)) {
+  if (auto *GO = dyn_cast<GlobalObject>(V)) {
+    unsigned Align = GO->getAlignment();
+    if (Align == 0 && TD) {
+      if (auto *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GO)) {
         Type *ObjectType = GVar->getType()->getElementType();
-        // If the object is defined in the current Module, we'll be giving
-        // it the preferred alignment. Otherwise, we have to assume that it
-        // may only have the minimum ABI alignment.
-        if (!GVar->isDeclaration() && !GVar->isWeakForLinker())
-          Align = TD->getPreferredAlignment(GVar);
-        else
-          Align = TD->getABITypeAlignment(ObjectType);
+        if (ObjectType->isSized()) {
+          // If the object is defined in the current Module, we'll be giving
+          // it the preferred alignment. Otherwise, we have to assume that it
+          // may only have the minimum ABI alignment.
+          if (!GVar->isDeclaration() && !GVar->isWeakForLinker())
+            Align = TD->getPreferredAlignment(GVar);
+          else
+            Align = TD->getABITypeAlignment(ObjectType);
+        }
       }
     }
     if (Align > 0)
-      KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
-                                              CountTrailingZeros_32(Align));
+      KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
+                                       countTrailingZeros(Align));
     else
       KnownZero.clearAllBits();
     KnownOne.clearAllBits();
     return;
   }
-  // A weak GlobalAlias is totally unknown. A non-weak GlobalAlias has
-  // the bits of its aliasee.
-  if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
-    if (GA->mayBeOverridden()) {
-      KnownZero.clearAllBits(); KnownOne.clearAllBits();
-    } else {
-      ComputeMaskedBits(GA->getAliasee(), Mask, KnownZero, KnownOne,
-                        TD, Depth+1);
-    }
-    return;
-  }
-  
+
   if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
-    // Get alignment information off byval arguments if specified in the IR.
-    if (A->hasByValAttr())
-      if (unsigned Align = A->getParamAlignment())
-        KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
-                                                CountTrailingZeros_32(Align));
+    unsigned Align = A->getType()->isPointerTy() ? A->getParamAlignment() : 0;
+
+    if (!Align && TD && A->hasStructRetAttr()) {
+      // An sret parameter has at least the ABI alignment of the return type.
+      Type *EltTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
+      if (EltTy->isSized())
+        Align = TD->getABITypeAlignment(EltTy);
+    }
+
+    if (Align)
+      KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, countTrailingZeros(Align));
+
+    // Don't give up yet... there might be an assumption that provides more
+    // information...
+    computeKnownBitsFromAssume(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
     return;
   }
 
   // Start out not knowing anything.
   KnownZero.clearAllBits(); KnownOne.clearAllBits();
 
-  if (Depth == MaxDepth || Mask == 0)
-    return;  // Limit search depth.
+  // Limit search depth.
+  // All recursive calls that increase depth must come after this.
+  if (Depth == MaxDepth)
+    return;  
+
+  // A weak GlobalAlias is totally unknown. A non-weak GlobalAlias has
+  // the bits of its aliasee.
+  if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
+    if (!GA->mayBeOverridden())
+      computeKnownBits(GA->getAliasee(), KnownZero, KnownOne, TD, Depth + 1, Q);
+    return;
+  }
+
+  // Check whether a nearby assume intrinsic can determine some known bits.
+  computeKnownBitsFromAssume(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
 
   Operator *I = dyn_cast<Operator>(V);
   if (!I) return;
@@ -159,180 +863,112 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
   switch (I->getOpcode()) {
   default: break;
+  case Instruction::Load:
+    if (MDNode *MD = cast<LoadInst>(I)->getMetadata(LLVMContext::MD_range))
+      computeKnownBitsFromRangeMetadata(*MD, KnownZero);
+    break;
   case Instruction::And: {
     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1);
-    APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    
+    computeKnownBits(I->getOperand(1), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
+
     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
     KnownOne &= KnownOne2;
     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
     KnownZero |= KnownZero2;
-    return;
+    break;
   }
   case Instruction::Or: {
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1);
-    APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    
+    computeKnownBits(I->getOperand(1), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
+
     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
     KnownZero &= KnownZero2;
     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
     KnownOne |= KnownOne2;
-    return;
+    break;
   }
   case Instruction::Xor: {
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    
+    computeKnownBits(I->getOperand(1), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
+
     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
     KnownZero = KnownZeroOut;
-    return;
+    break;
   }
   case Instruction::Mul: {
-    APInt Mask2 = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask2, KnownZero, KnownOne, TD,Depth+1);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?");
-    assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?");
-
-    bool isKnownNegative = false;
-    bool isKnownNonNegative = false;
-    // If the multiplication is known not to overflow, compute the sign bit.
-    if (Mask.isNegative() &&
-        cast<OverflowingBinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap()) {
-      Value *Op1 = I->getOperand(1), *Op2 = I->getOperand(0);
-      if (Op1 == Op2) {
-        // The product of a number with itself is non-negative.
-        isKnownNonNegative = true;
-      } else {
-        bool isKnownNonNegative1 = KnownZero.isNegative();
-        bool isKnownNonNegative2 = KnownZero2.isNegative();
-        bool isKnownNegative1 = KnownOne.isNegative();
-        bool isKnownNegative2 = KnownOne2.isNegative();
-        // The product of two numbers with the same sign is non-negative.
-        isKnownNonNegative = (isKnownNegative1 && isKnownNegative2) ||
-          (isKnownNonNegative1 && isKnownNonNegative2);
-        // The product of a negative number and a non-negative number is either
-        // negative or zero.
-        if (!isKnownNonNegative)
-          isKnownNegative = (isKnownNegative1 && isKnownNonNegative2 &&
-                             isKnownNonZero(Op2, TD, Depth)) ||
-                            (isKnownNegative2 && isKnownNonNegative1 &&
-                             isKnownNonZero(Op1, TD, Depth));
-      }
-    }
-
-    // If low bits are zero in either operand, output low known-0 bits.
-    // Also compute a conserative estimate for high known-0 bits.
-    // More trickiness is possible, but this is sufficient for the
-    // interesting case of alignment computation.
-    KnownOne.clearAllBits();
-    unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes() +
-                      KnownZero2.countTrailingOnes();
-    unsigned LeadZ =  std::max(KnownZero.countLeadingOnes() +
-                               KnownZero2.countLeadingOnes(),
-                               BitWidth) - BitWidth;
-
-    TrailZ = std::min(TrailZ, BitWidth);
-    LeadZ = std::min(LeadZ, BitWidth);
-    KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailZ) |
-                APInt::getHighBitsSet(BitWidth, LeadZ);
-    KnownZero &= Mask;
-
-    // Only make use of no-wrap flags if we failed to compute the sign bit
-    // directly.  This matters if the multiplication always overflows, in
-    // which case we prefer to follow the result of the direct computation,
-    // though as the program is invoking undefined behaviour we can choose
-    // whatever we like here.
-    if (isKnownNonNegative && !KnownOne.isNegative())
-      KnownZero.setBit(BitWidth - 1);
-    else if (isKnownNegative && !KnownZero.isNegative())
-      KnownOne.setBit(BitWidth - 1);
-
-    return;
+    bool NSW = cast<OverflowingBinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap();
+    computeKnownBitsMul(I->getOperand(0), I->getOperand(1), NSW,
+                         KnownZero, KnownOne, KnownZero2, KnownOne2, TD,
+                         Depth, Q);
+    break;
   }
   case Instruction::UDiv: {
     // For the purposes of computing leading zeros we can conservatively
     // treat a udiv as a logical right shift by the power of 2 known to
     // be less than the denominator.
-    APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0),
-                      AllOnes, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
     unsigned LeadZ = KnownZero2.countLeadingOnes();
 
     KnownOne2.clearAllBits();
     KnownZero2.clearAllBits();
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1),
-                      AllOnes, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1);
+    computeKnownBits(I->getOperand(1), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
     unsigned RHSUnknownLeadingOnes = KnownOne2.countLeadingZeros();
     if (RHSUnknownLeadingOnes != BitWidth)
       LeadZ = std::min(BitWidth,
                        LeadZ + BitWidth - RHSUnknownLeadingOnes - 1);
 
-    KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, LeadZ) & Mask;
-    return;
+    KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, LeadZ);
+    break;
   }
   case Instruction::Select:
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+    computeKnownBits(I->getOperand(2), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+    computeKnownBits(I->getOperand(1), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
 
     // Only known if known in both the LHS and RHS.
     KnownOne &= KnownOne2;
     KnownZero &= KnownZero2;
-    return;
+    break;
   case Instruction::FPTrunc:
   case Instruction::FPExt:
   case Instruction::FPToUI:
   case Instruction::FPToSI:
   case Instruction::SIToFP:
   case Instruction::UIToFP:
-    return; // Can't work with floating point.
+    break; // Can't work with floating point.
   case Instruction::PtrToInt:
   case Instruction::IntToPtr:
+  case Instruction::AddrSpaceCast: // Pointers could be different sizes.
     // We can't handle these if we don't know the pointer size.
-    if (!TD) return;
+    if (!TD) break;
     // FALL THROUGH and handle them the same as zext/trunc.
   case Instruction::ZExt:
   case Instruction::Trunc: {
     Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
-    
+
     unsigned SrcBitWidth;
     // Note that we handle pointer operands here because of inttoptr/ptrtoint
     // which fall through here.
-    if (SrcTy->isPointerTy())
-      SrcBitWidth = TD->getTypeSizeInBits(SrcTy);
-    else
+    if(TD) {
+      SrcBitWidth = TD->getTypeSizeInBits(SrcTy->getScalarType());
+    } else {
       SrcBitWidth = SrcTy->getScalarSizeInBits();
-    
-    APInt MaskIn = Mask.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
+      if (!SrcBitWidth) break;
+    }
+
+    assert(SrcBitWidth && "SrcBitWidth can't be zero");
     KnownZero = KnownZero.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
     KnownOne = KnownOne.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, TD,
-                      Depth+1);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
     KnownZero = KnownZero.zextOrTrunc(BitWidth);
     KnownOne = KnownOne.zextOrTrunc(BitWidth);
     // Any top bits are known to be zero.
     if (BitWidth > SrcBitWidth)
       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
-    return;
+    break;
   }
   case Instruction::BitCast: {
     Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
@@ -340,22 +976,18 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
         // TODO: For now, not handling conversions like:
         // (bitcast i64 %x to <2 x i32>)
         !I->getType()->isVectorTy()) {
-      ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, TD,
-                        Depth+1);
-      return;
+      computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+      break;
     }
     break;
   }
   case Instruction::SExt: {
     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
     unsigned SrcBitWidth = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
-      
-    APInt MaskIn = Mask.trunc(SrcBitWidth);
+
     KnownZero = KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
     KnownOne = KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
     KnownZero = KnownZero.zext(BitWidth);
     KnownOne = KnownOne.zext(BitWidth);
 
@@ -365,20 +997,16 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
-    return;
+    break;
   }
   case Instruction::Shl:
     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
-      APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
-      ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, TD,
-                        Depth+1);
-      assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+      computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
       KnownZero <<= ShiftAmt;
       KnownOne  <<= ShiftAmt;
       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
-      return;
     }
     break;
   case Instruction::LShr:
@@ -386,17 +1014,13 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       // Compute the new bits that are at the top now.
       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
-      
+
       // Unsigned shift right.
-      APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
-      ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne, TD,
-                        Depth+1);
-      assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+      computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
       // high bits known zero.
       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
-      return;
     }
     break;
   case Instruction::AShr:
@@ -404,118 +1028,40 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       // Compute the new bits that are at the top now.
       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth-1);
-      
+
       // Signed shift right.
-      APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
-      ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, TD,
-                        Depth+1);
-      assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+      computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
-        
+
       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
         KnownZero |= HighBits;
       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
         KnownOne |= HighBits;
-      return;
     }
     break;
   case Instruction::Sub: {
-    if (ConstantInt *CLHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(0))) {
-      // We know that the top bits of C-X are clear if X contains less bits
-      // than C (i.e. no wrap-around can happen).  For example, 20-X is
-      // positive if we can prove that X is >= 0 and < 16.
-      if (!CLHS->getValue().isNegative()) {
-        unsigned NLZ = (CLHS->getValue()+1).countLeadingZeros();
-        // NLZ can't be BitWidth with no sign bit
-        APInt MaskV = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NLZ+1);
-        ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), MaskV, KnownZero2, KnownOne2,
-                          TD, Depth+1);
-    
-        // If all of the MaskV bits are known to be zero, then we know the
-        // output top bits are zero, because we now know that the output is
-        // from [0-C].
-        if ((KnownZero2 & MaskV) == MaskV) {
-          unsigned NLZ2 = CLHS->getValue().countLeadingZeros();
-          // Top bits known zero.
-          KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NLZ2) & Mask;
-        }
-      }        
-    }
+    bool NSW = cast<OverflowingBinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap();
+    computeKnownBitsAddSub(false, I->getOperand(0), I->getOperand(1), NSW,
+                            KnownZero, KnownOne, KnownZero2, KnownOne2, TD,
+                            Depth, Q);
+    break;
   }
-  // fall through
   case Instruction::Add: {
-    // If one of the operands has trailing zeros, then the bits that the
-    // other operand has in those bit positions will be preserved in the
-    // result. For an add, this works with either operand. For a subtract,
-    // this only works if the known zeros are in the right operand.
-    APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
-    APInt Mask2 = APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
-                                       BitWidth - Mask.countLeadingZeros());
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, LHSKnownZero, LHSKnownOne, TD,
-                      Depth+1);
-    assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 &&
-           "Bits known to be one AND zero?");
-    unsigned LHSKnownZeroOut = LHSKnownZero.countTrailingOnes();
-
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD, 
-                      Depth+1);
-    assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    unsigned RHSKnownZeroOut = KnownZero2.countTrailingOnes();
-
-    // Determine which operand has more trailing zeros, and use that
-    // many bits from the other operand.
-    if (LHSKnownZeroOut > RHSKnownZeroOut) {
-      if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
-        APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, LHSKnownZeroOut);
-        KnownZero |= KnownZero2 & Mask;
-        KnownOne  |= KnownOne2 & Mask;
-      } else {
-        // If the known zeros are in the left operand for a subtract,
-        // fall back to the minimum known zeros in both operands.
-        KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
-                                          std::min(LHSKnownZeroOut,
-                                                   RHSKnownZeroOut));
-      }
-    } else if (RHSKnownZeroOut >= LHSKnownZeroOut) {
-      APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, RHSKnownZeroOut);
-      KnownZero |= LHSKnownZero & Mask;
-      KnownOne  |= LHSKnownOne & Mask;
-    }
-
-    // Are we still trying to solve for the sign bit?
-    if (Mask.isNegative() && !KnownZero.isNegative() && !KnownOne.isNegative()){
-      OverflowingBinaryOperator *OBO = cast<OverflowingBinaryOperator>(I);
-      if (OBO->hasNoSignedWrap()) {
-        if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
-          // Adding two positive numbers can't wrap into negative
-          if (LHSKnownZero.isNegative() && KnownZero2.isNegative())
-            KnownZero |= APInt::getSignBit(BitWidth);
-          // and adding two negative numbers can't wrap into positive.
-          else if (LHSKnownOne.isNegative() && KnownOne2.isNegative())
-            KnownOne |= APInt::getSignBit(BitWidth);
-        } else {
-          // Subtracting a negative number from a positive one can't wrap
-          if (LHSKnownZero.isNegative() && KnownOne2.isNegative())
-            KnownZero |= APInt::getSignBit(BitWidth);
-          // neither can subtracting a positive number from a negative one.
-          else if (LHSKnownOne.isNegative() && KnownZero2.isNegative())
-            KnownOne |= APInt::getSignBit(BitWidth);
-        }
-      }
-    }
-
-    return;
+    bool NSW = cast<OverflowingBinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap();
+    computeKnownBitsAddSub(true, I->getOperand(0), I->getOperand(1), NSW,
+                            KnownZero, KnownOne, KnownZero2, KnownOne2, TD,
+                            Depth, Q);
+    break;
   }
   case Instruction::SRem:
     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       APInt RA = Rem->getValue().abs();
       if (RA.isPowerOf2()) {
         APInt LowBits = RA - 1;
-        APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
-        ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD, 
-                          Depth+1);
+        computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero2, KnownOne2, TD,
+                         Depth+1, Q);
 
         // The low bits of the first operand are unchanged by the srem.
         KnownZero = KnownZero2 & LowBits;
@@ -531,23 +1077,19 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
         if (KnownOne2[BitWidth-1] && ((KnownOne2 & LowBits) != 0))
           KnownOne |= ~LowBits;
 
-        KnownZero &= Mask;
-        KnownOne &= Mask;
-
-        assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+        assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?");
       }
     }
 
     // The sign bit is the LHS's sign bit, except when the result of the
     // remainder is zero.
-    if (Mask.isNegative() && KnownZero.isNonNegative()) {
-      APInt Mask2 = APInt::getSignBit(BitWidth);
+    if (KnownZero.isNonNegative()) {
       APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
-      ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, LHSKnownZero, LHSKnownOne, TD,
-                        Depth+1);
+      computeKnownBits(I->getOperand(0), LHSKnownZero, LHSKnownOne, TD,
+                       Depth+1, Q);
       // If it's known zero, our sign bit is also zero.
       if (LHSKnownZero.isNegative())
-        KnownZero |= LHSKnownZero;
+        KnownZero.setBit(BitWidth - 1);
     }
 
     break;
@@ -556,27 +1098,23 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
       APInt RA = Rem->getValue();
       if (RA.isPowerOf2()) {
         APInt LowBits = (RA - 1);
-        APInt Mask2 = LowBits & Mask;
-        KnownZero |= ~LowBits & Mask;
-        ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, TD,
-                          Depth+1);
-        assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?");
+        computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD,
+                         Depth+1, Q);
+        KnownZero |= ~LowBits;
+        KnownOne &= LowBits;
         break;
       }
     }
 
     // Since the result is less than or equal to either operand, any leading
     // zero bits in either operand must also exist in the result.
-    APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), AllOnes, KnownZero, KnownOne,
-                      TD, Depth+1);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), AllOnes, KnownZero2, KnownOne2,
-                      TD, Depth+1);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+    computeKnownBits(I->getOperand(1), KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
 
     unsigned Leaders = std::max(KnownZero.countLeadingOnes(),
                                 KnownZero2.countLeadingOnes());
     KnownOne.clearAllBits();
-    KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & Mask;
+    KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders);
     break;
   }
 
@@ -585,19 +1123,17 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     unsigned Align = AI->getAlignment();
     if (Align == 0 && TD)
       Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
-    
+
     if (Align > 0)
-      KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
-                                              CountTrailingZeros_32(Align));
+      KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, countTrailingZeros(Align));
     break;
   }
   case Instruction::GetElementPtr: {
     // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction
     // to determine if we can prove known low zero bits.
-    APInt LocalMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
     APInt LocalKnownZero(BitWidth, 0), LocalKnownOne(BitWidth, 0);
-    ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), LocalMask,
-                      LocalKnownZero, LocalKnownOne, TD, Depth+1);
+    computeKnownBits(I->getOperand(0), LocalKnownZero, LocalKnownOne, TD,
+                     Depth+1, Q);
     unsigned TrailZ = LocalKnownZero.countTrailingOnes();
 
     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(I);
@@ -605,29 +1141,42 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
       Value *Index = I->getOperand(i);
       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
         // Handle struct member offset arithmetic.
-        if (!TD) return;
-        const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
+        if (!TD) {
+          TrailZ = 0;
+          break;
+        }
+
+        // Handle case when index is vector zeroinitializer
+        Constant *CIndex = cast<Constant>(Index);
+        if (CIndex->isZeroValue())
+          continue;
+
+        if (CIndex->getType()->isVectorTy())
+          Index = CIndex->getSplatValue();
+
         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
+        const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
         uint64_t Offset = SL->getElementOffset(Idx);
-        TrailZ = std::min(TrailZ,
-                          CountTrailingZeros_64(Offset));
+        TrailZ = std::min<unsigned>(TrailZ,
+                                    countTrailingZeros(Offset));
       } else {
         // Handle array index arithmetic.
         Type *IndexedTy = GTI.getIndexedType();
-        if (!IndexedTy->isSized()) return;
+        if (!IndexedTy->isSized()) {
+          TrailZ = 0;
+          break;
+        }
         unsigned GEPOpiBits = Index->getType()->getScalarSizeInBits();
         uint64_t TypeSize = TD ? TD->getTypeAllocSize(IndexedTy) : 1;
-        LocalMask = APInt::getAllOnesValue(GEPOpiBits);
         LocalKnownZero = LocalKnownOne = APInt(GEPOpiBits, 0);
-        ComputeMaskedBits(Index, LocalMask,
-                          LocalKnownZero, LocalKnownOne, TD, Depth+1);
+        computeKnownBits(Index, LocalKnownZero, LocalKnownOne, TD, Depth+1, Q);
         TrailZ = std::min(TrailZ,
-                          unsigned(CountTrailingZeros_64(TypeSize) +
+                          unsigned(countTrailingZeros(TypeSize) +
                                    LocalKnownZero.countTrailingOnes()));
       }
     }
-    
-    KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailZ) & Mask;
+
+    KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailZ);
     break;
   }
   case Instruction::PHI: {
@@ -662,17 +1211,13 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
             break;
           // Ok, we have a PHI of the form L op= R. Check for low
           // zero bits.
-          APInt Mask2 = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
-          ComputeMaskedBits(R, Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1);
-          Mask2 = APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
-                                       KnownZero2.countTrailingOnes());
+          computeKnownBits(R, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1, Q);
 
           // We need to take the minimum number of known bits
           APInt KnownZero3(KnownZero), KnownOne3(KnownOne);
-          ComputeMaskedBits(L, Mask2, KnownZero3, KnownOne3, TD, Depth+1);
+          computeKnownBits(L, KnownZero3, KnownOne3, TD, Depth+1, Q);
 
-          KnownZero = Mask &
-                      APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
+          KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
                                            std::min(KnownZero2.countTrailingOnes(),
                                                     KnownZero3.countTrailingOnes()));
           break;
@@ -682,17 +1227,17 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
 
     // Unreachable blocks may have zero-operand PHI nodes.
     if (P->getNumIncomingValues() == 0)
-      return;
+      break;
 
     // Otherwise take the unions of the known bit sets of the operands,
     // taking conservative care to avoid excessive recursion.
     if (Depth < MaxDepth - 1 && !KnownZero && !KnownOne) {
       // Skip if every incoming value references to ourself.
-      if (P->hasConstantValue() == P)
+      if (dyn_cast_or_null<UndefValue>(P->hasConstantValue()))
         break;
 
-      KnownZero = Mask;
-      KnownOne = Mask;
+      KnownZero = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
+      KnownOne = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
         // Skip direct self references.
         if (P->getIncomingValue(i) == P) continue;
@@ -701,8 +1246,8 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
         KnownOne2 = APInt(BitWidth, 0);
         // Recurse, but cap the recursion to one level, because we don't
         // want to waste time spinning around in loops.
-        ComputeMaskedBits(P->getIncomingValue(i), KnownZero | KnownOne,
-                          KnownZero2, KnownOne2, TD, MaxDepth-1);
+        computeKnownBits(P->getIncomingValue(i), KnownZero2, KnownOne2, TD,
+                         MaxDepth-1, Q);
         KnownZero &= KnownZero2;
         KnownOne &= KnownOne2;
         // If all bits have been ruled out, there's no need to check
@@ -714,6 +1259,12 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     break;
   }
   case Instruction::Call:
+  case Instruction::Invoke:
+    if (MDNode *MD = cast<Instruction>(I)->getMetadata(LLVMContext::MD_range))
+      computeKnownBitsFromRangeMetadata(*MD, KnownZero);
+    // If a range metadata is attached to this IntrinsicInst, intersect the
+    // explicit range specified by the metadata and the implicit range of
+    // the intrinsic.
     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
       switch (II->getIntrinsicID()) {
       default: break;
@@ -723,28 +1274,58 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
         // If this call is undefined for 0, the result will be less than 2^n.
         if (II->getArgOperand(1) == ConstantInt::getTrue(II->getContext()))
           LowBits -= 1;
-        KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - LowBits);
+        KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - LowBits);
         break;
       }
       case Intrinsic::ctpop: {
         unsigned LowBits = Log2_32(BitWidth)+1;
-        KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - LowBits);
+        KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - LowBits);
         break;
       }
-      case Intrinsic::x86_sse42_crc32_64_8:
       case Intrinsic::x86_sse42_crc32_64_64:
-        KnownZero = APInt::getHighBitsSet(64, 32);
+        KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(64, 32);
         break;
       }
     }
     break;
+  case Instruction::ExtractValue:
+    if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I->getOperand(0))) {
+      ExtractValueInst *EVI = cast<ExtractValueInst>(I);
+      if (EVI->getNumIndices() != 1) break;
+      if (EVI->getIndices()[0] == 0) {
+        switch (II->getIntrinsicID()) {
+        default: break;
+        case Intrinsic::uadd_with_overflow:
+        case Intrinsic::sadd_with_overflow:
+          computeKnownBitsAddSub(true, II->getArgOperand(0),
+                                 II->getArgOperand(1), false, KnownZero,
+                                 KnownOne, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth, Q);
+          break;
+        case Intrinsic::usub_with_overflow:
+        case Intrinsic::ssub_with_overflow:
+          computeKnownBitsAddSub(false, II->getArgOperand(0),
+                                 II->getArgOperand(1), false, KnownZero,
+                                 KnownOne, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth, Q);
+          break;
+        case Intrinsic::umul_with_overflow:
+        case Intrinsic::smul_with_overflow:
+          computeKnownBitsMul(II->getArgOperand(0), II->getArgOperand(1),
+                              false, KnownZero, KnownOne,
+                              KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth, Q);
+          break;
+        }
+      }
+    }
   }
+
+  assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?");
 }
 
-/// ComputeSignBit - Determine whether the sign bit is known to be zero or
-/// one.  Convenience wrapper around ComputeMaskedBits.
-void llvm::ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
-                          const TargetData *TD, unsigned Depth) {
+/// Determine whether the sign bit is known to be zero or one.
+/// Convenience wrapper around computeKnownBits.
+void ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
+                    const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                    const Query &Q) {
   unsigned BitWidth = getBitWidth(V->getType(), TD);
   if (!BitWidth) {
     KnownZero = false;
@@ -753,18 +1334,17 @@ void llvm::ComputeSignBit(Value *V, bool &KnownZero, bool &KnownOne,
   }
   APInt ZeroBits(BitWidth, 0);
   APInt OneBits(BitWidth, 0);
-  ComputeMaskedBits(V, APInt::getSignBit(BitWidth), ZeroBits, OneBits, TD,
-                    Depth);
+  computeKnownBits(V, ZeroBits, OneBits, TD, Depth, Q);
   KnownOne = OneBits[BitWidth - 1];
   KnownZero = ZeroBits[BitWidth - 1];
 }
 
-/// isPowerOfTwo - Return true if the given value is known to have exactly one
+/// Return true if the given value is known to have exactly one
 /// bit set when defined. For vectors return true if every element is known to
-/// be a power of two when defined.  Supports values with integer or pointer
+/// be a power of two when defined. Supports values with integer or pointer
 /// types and vectors of integers.
-bool llvm::isPowerOfTwo(Value *V, const TargetData *TD, bool OrZero,
-                        unsigned Depth) {
+bool isKnownToBeAPowerOfTwo(Value *V, bool OrZero, unsigned Depth,
+                            const Query &Q) {
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
     if (C->isNullValue())
       return OrZero;
@@ -787,23 +1367,24 @@ bool llvm::isPowerOfTwo(Value *V, const TargetData *TD, bool OrZero,
   if (Depth++ == MaxDepth)
     return false;
 
-  Value *X = 0, *Y = 0;
+  Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
   // A shift of a power of two is a power of two or zero.
   if (OrZero && (match(V, m_Shl(m_Value(X), m_Value())) ||
                  match(V, m_Shr(m_Value(X), m_Value()))))
-    return isPowerOfTwo(X, TD, /*OrZero*/true, Depth);
+    return isKnownToBeAPowerOfTwo(X, /*OrZero*/true, Depth, Q);
 
   if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(V))
-    return isPowerOfTwo(ZI->getOperand(0), TD, OrZero, Depth);
+    return isKnownToBeAPowerOfTwo(ZI->getOperand(0), OrZero, Depth, Q);
 
   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V))
-    return isPowerOfTwo(SI->getTrueValue(), TD, OrZero, Depth) &&
-      isPowerOfTwo(SI->getFalseValue(), TD, OrZero, Depth);
+    return
+      isKnownToBeAPowerOfTwo(SI->getTrueValue(), OrZero, Depth, Q) &&
+      isKnownToBeAPowerOfTwo(SI->getFalseValue(), OrZero, Depth, Q);
 
   if (OrZero && match(V, m_And(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
     // A power of two and'd with anything is a power of two or zero.
-    if (isPowerOfTwo(X, TD, /*OrZero*/true, Depth) ||
-        isPowerOfTwo(Y, TD, /*OrZero*/true, Depth))
+    if (isKnownToBeAPowerOfTwo(X, /*OrZero*/true, Depth, Q) ||
+        isKnownToBeAPowerOfTwo(Y, /*OrZero*/true, Depth, Q))
       return true;
     // X & (-X) is always a power of two or zero.
     if (match(X, m_Neg(m_Specific(Y))) || match(Y, m_Neg(m_Specific(X))))
@@ -811,22 +1392,140 @@ bool llvm::isPowerOfTwo(Value *V, const TargetData *TD, bool OrZero,
     return false;
   }
 
+  // Adding a power-of-two or zero to the same power-of-two or zero yields
+  // either the original power-of-two, a larger power-of-two or zero.
+  if (match(V, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
+    OverflowingBinaryOperator *VOBO = cast<OverflowingBinaryOperator>(V);
+    if (OrZero || VOBO->hasNoUnsignedWrap() || VOBO->hasNoSignedWrap()) {
+      if (match(X, m_And(m_Specific(Y), m_Value())) ||
+          match(X, m_And(m_Value(), m_Specific(Y))))
+        if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Y, OrZero, Depth, Q))
+          return true;
+      if (match(Y, m_And(m_Specific(X), m_Value())) ||
+          match(Y, m_And(m_Value(), m_Specific(X))))
+        if (isKnownToBeAPowerOfTwo(X, OrZero, Depth, Q))
+          return true;
+
+      unsigned BitWidth = V->getType()->getScalarSizeInBits();
+      APInt LHSZeroBits(BitWidth, 0), LHSOneBits(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(X, LHSZeroBits, LHSOneBits, nullptr, Depth, Q);
+
+      APInt RHSZeroBits(BitWidth, 0), RHSOneBits(BitWidth, 0);
+      computeKnownBits(Y, RHSZeroBits, RHSOneBits, nullptr, Depth, Q);
+      // If i8 V is a power of two or zero:
+      //  ZeroBits: 1 1 1 0 1 1 1 1
+      // ~ZeroBits: 0 0 0 1 0 0 0 0
+      if ((~(LHSZeroBits & RHSZeroBits)).isPowerOf2())
+        // If OrZero isn't set, we cannot give back a zero result.
+        // Make sure either the LHS or RHS has a bit set.
+        if (OrZero || RHSOneBits.getBoolValue() || LHSOneBits.getBoolValue())
+          return true;
+    }
+  }
+
   // An exact divide or right shift can only shift off zero bits, so the result
   // is a power of two only if the first operand is a power of two and not
   // copying a sign bit (sdiv int_min, 2).
   if (match(V, m_Exact(m_LShr(m_Value(), m_Value()))) ||
       match(V, m_Exact(m_UDiv(m_Value(), m_Value())))) {
-    return isPowerOfTwo(cast<Operator>(V)->getOperand(0), TD, OrZero, Depth);
+    return isKnownToBeAPowerOfTwo(cast<Operator>(V)->getOperand(0), OrZero,
+                                  Depth, Q);
   }
 
   return false;
 }
 
-/// isKnownNonZero - Return true if the given value is known to be non-zero
-/// when defined.  For vectors return true if every element is known to be
-/// non-zero when defined.  Supports values with integer or pointer type and
-/// vectors of integers.
-bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD, unsigned Depth) {
+/// \brief Test whether a GEP's result is known to be non-null.
+///
+/// Uses properties inherent in a GEP to try to determine whether it is known
+/// to be non-null.
+///
+/// Currently this routine does not support vector GEPs.
+static bool isGEPKnownNonNull(GEPOperator *GEP, const DataLayout *DL,
+                              unsigned Depth, const Query &Q) {
+  if (!GEP->isInBounds() || GEP->getPointerAddressSpace() != 0)
+    return false;
+
+  // FIXME: Support vector-GEPs.
+  assert(GEP->getType()->isPointerTy() && "We only support plain pointer GEP");
+
+  // If the base pointer is non-null, we cannot walk to a null address with an
+  // inbounds GEP in address space zero.
+  if (isKnownNonZero(GEP->getPointerOperand(), DL, Depth, Q))
+    return true;
+
+  // Past this, if we don't have DataLayout, we can't do much.
+  if (!DL)
+    return false;
+
+  // Walk the GEP operands and see if any operand introduces a non-zero offset.
+  // If so, then the GEP cannot produce a null pointer, as doing so would
+  // inherently violate the inbounds contract within address space zero.
+  for (gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP), GTE = gep_type_end(GEP);
+       GTI != GTE; ++GTI) {
+    // Struct types are easy -- they must always be indexed by a constant.
+    if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
+      ConstantInt *OpC = cast<ConstantInt>(GTI.getOperand());
+      unsigned ElementIdx = OpC->getZExtValue();
+      const StructLayout *SL = DL->getStructLayout(STy);
+      uint64_t ElementOffset = SL->getElementOffset(ElementIdx);
+      if (ElementOffset > 0)
+        return true;
+      continue;
+    }
+
+    // If we have a zero-sized type, the index doesn't matter. Keep looping.
+    if (DL->getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) == 0)
+      continue;
+
+    // Fast path the constant operand case both for efficiency and so we don't
+    // increment Depth when just zipping down an all-constant GEP.
+    if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GTI.getOperand())) {
+      if (!OpC->isZero())
+        return true;
+      continue;
+    }
+
+    // We post-increment Depth here because while isKnownNonZero increments it
+    // as well, when we pop back up that increment won't persist. We don't want
+    // to recurse 10k times just because we have 10k GEP operands. We don't
+    // bail completely out because we want to handle constant GEPs regardless
+    // of depth.
+    if (Depth++ >= MaxDepth)
+      continue;
+
+    if (isKnownNonZero(GTI.getOperand(), DL, Depth, Q))
+      return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// Does the 'Range' metadata (which must be a valid MD_range operand list)
+/// ensure that the value it's attached to is never Value?  'RangeType' is
+/// is the type of the value described by the range.
+static bool rangeMetadataExcludesValue(MDNode* Ranges,
+                                       const APInt& Value) {
+  const unsigned NumRanges = Ranges->getNumOperands() / 2;
+  assert(NumRanges >= 1);
+  for (unsigned i = 0; i < NumRanges; ++i) {
+    ConstantInt *Lower =
+        mdconst::extract<ConstantInt>(Ranges->getOperand(2 * i + 0));
+    ConstantInt *Upper =
+        mdconst::extract<ConstantInt>(Ranges->getOperand(2 * i + 1));
+    ConstantRange Range(Lower->getValue(), Upper->getValue());
+    if (Range.contains(Value))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// Return true if the given value is known to be non-zero when defined.
+/// For vectors return true if every element is known to be non-zero when
+/// defined. Supports values with integer or pointer type and vectors of
+/// integers.
+bool isKnownNonZero(Value *V, const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                    const Query &Q) {
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
     if (C->isNullValue())
       return false;
@@ -837,20 +1536,42 @@ bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD, unsigned Depth) {
     return false;
   }
 
+  if (Instruction* I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
+    if (MDNode *Ranges = I->getMetadata(LLVMContext::MD_range)) {
+      // If the possible ranges don't contain zero, then the value is
+      // definitely non-zero.
+      if (IntegerType* Ty = dyn_cast<IntegerType>(V->getType())) {
+        const APInt ZeroValue(Ty->getBitWidth(), 0);
+        if (rangeMetadataExcludesValue(Ranges, ZeroValue))
+          return true;
+      }
+    }
+  }
+
   // The remaining tests are all recursive, so bail out if we hit the limit.
   if (Depth++ >= MaxDepth)
     return false;
 
-  unsigned BitWidth = getBitWidth(V->getType(), TD);
+  // Check for pointer simplifications.
+  if (V->getType()->isPointerTy()) {
+    if (isKnownNonNull(V))
+      return true; 
+    if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V))
+      if (isGEPKnownNonNull(GEP, TD, Depth, Q))
+        return true;
+  }
+
+  unsigned BitWidth = getBitWidth(V->getType()->getScalarType(), TD);
 
   // X | Y != 0 if X != 0 or Y != 0.
-  Value *X = 0, *Y = 0;
+  Value *X = nullptr, *Y = nullptr;
   if (match(V, m_Or(m_Value(X), m_Value(Y))))
-    return isKnownNonZero(X, TD, Depth) || isKnownNonZero(Y, TD, Depth);
+    return isKnownNonZero(X, TD, Depth, Q) ||
+           isKnownNonZero(Y, TD, Depth, Q);
 
   // ext X != 0 if X != 0.
   if (isa<SExtInst>(V) || isa<ZExtInst>(V))
-    return isKnownNonZero(cast<Instruction>(V)->getOperand(0), TD, Depth);
+    return isKnownNonZero(cast<Instruction>(V)->getOperand(0), TD, Depth, Q);
 
   // shl X, Y != 0 if X is odd.  Note that the value of the shift is undefined
   // if the lowest bit is shifted off the end.
@@ -858,11 +1579,11 @@ bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD, unsigned Depth) {
     // shl nuw can't remove any non-zero bits.
     OverflowingBinaryOperator *BO = cast<OverflowingBinaryOperator>(V);
     if (BO->hasNoUnsignedWrap())
-      return isKnownNonZero(X, TD, Depth);
+      return isKnownNonZero(X, TD, Depth, Q);
 
     APInt KnownZero(BitWidth, 0);
     APInt KnownOne(BitWidth, 0);
-    ComputeMaskedBits(X, APInt(BitWidth, 1), KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
+    computeKnownBits(X, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
     if (KnownOne[0])
       return true;
   }
@@ -872,28 +1593,29 @@ bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD, unsigned Depth) {
     // shr exact can only shift out zero bits.
     PossiblyExactOperator *BO = cast<PossiblyExactOperator>(V);
     if (BO->isExact())
-      return isKnownNonZero(X, TD, Depth);
+      return isKnownNonZero(X, TD, Depth, Q);
 
     bool XKnownNonNegative, XKnownNegative;
-    ComputeSignBit(X, XKnownNonNegative, XKnownNegative, TD, Depth);
+    ComputeSignBit(X, XKnownNonNegative, XKnownNegative, TD, Depth, Q);
     if (XKnownNegative)
       return true;
   }
   // div exact can only produce a zero if the dividend is zero.
   else if (match(V, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Value())))) {
-    return isKnownNonZero(X, TD, Depth);
+    return isKnownNonZero(X, TD, Depth, Q);
   }
   // X + Y.
   else if (match(V, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
     bool XKnownNonNegative, XKnownNegative;
     bool YKnownNonNegative, YKnownNegative;
-    ComputeSignBit(X, XKnownNonNegative, XKnownNegative, TD, Depth);
-    ComputeSignBit(Y, YKnownNonNegative, YKnownNegative, TD, Depth);
+    ComputeSignBit(X, XKnownNonNegative, XKnownNegative, TD, Depth, Q);
+    ComputeSignBit(Y, YKnownNonNegative, YKnownNegative, TD, Depth, Q);
 
     // If X and Y are both non-negative (as signed values) then their sum is not
     // zero unless both X and Y are zero.
     if (XKnownNonNegative && YKnownNonNegative)
-      if (isKnownNonZero(X, TD, Depth) || isKnownNonZero(Y, TD, Depth))
+      if (isKnownNonZero(X, TD, Depth, Q) ||
+          isKnownNonZero(Y, TD, Depth, Q))
         return true;
 
     // If X and Y are both negative (as signed values) then their sum is not
@@ -904,20 +1626,22 @@ bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD, unsigned Depth) {
       APInt Mask = APInt::getSignedMaxValue(BitWidth);
       // The sign bit of X is set.  If some other bit is set then X is not equal
       // to INT_MIN.
-      ComputeMaskedBits(X, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
+      computeKnownBits(X, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
       if ((KnownOne & Mask) != 0)
         return true;
       // The sign bit of Y is set.  If some other bit is set then Y is not equal
       // to INT_MIN.
-      ComputeMaskedBits(Y, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
+      computeKnownBits(Y, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
       if ((KnownOne & Mask) != 0)
         return true;
     }
 
     // The sum of a non-negative number and a power of two is not zero.
-    if (XKnownNonNegative && isPowerOfTwo(Y, TD, /*OrZero*/false, Depth))
+    if (XKnownNonNegative &&
+        isKnownToBeAPowerOfTwo(Y, /*OrZero*/false, Depth, Q))
       return true;
-    if (YKnownNonNegative && isPowerOfTwo(X, TD, /*OrZero*/false, Depth))
+    if (YKnownNonNegative &&
+        isKnownToBeAPowerOfTwo(X, /*OrZero*/false, Depth, Q))
       return true;
   }
   // X * Y.
@@ -926,55 +1650,55 @@ bool llvm::isKnownNonZero(Value *V, const TargetData *TD, unsigned Depth) {
     // If X and Y are non-zero then so is X * Y as long as the multiplication
     // does not overflow.
     if ((BO->hasNoSignedWrap() || BO->hasNoUnsignedWrap()) &&
-        isKnownNonZero(X, TD, Depth) && isKnownNonZero(Y, TD, Depth))
+        isKnownNonZero(X, TD, Depth, Q) &&
+        isKnownNonZero(Y, TD, Depth, Q))
       return true;
   }
   // (C ? X : Y) != 0 if X != 0 and Y != 0.
   else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
-    if (isKnownNonZero(SI->getTrueValue(), TD, Depth) &&
-        isKnownNonZero(SI->getFalseValue(), TD, Depth))
+    if (isKnownNonZero(SI->getTrueValue(), TD, Depth, Q) &&
+        isKnownNonZero(SI->getFalseValue(), TD, Depth, Q))
       return true;
   }
 
   if (!BitWidth) return false;
   APInt KnownZero(BitWidth, 0);
   APInt KnownOne(BitWidth, 0);
-  ComputeMaskedBits(V, APInt::getAllOnesValue(BitWidth), KnownZero, KnownOne,
-                    TD, Depth);
+  computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
   return KnownOne != 0;
 }
 
-/// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
-/// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
-/// for bits that V cannot have.
+/// Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use this predicate to
+/// simplify operations downstream. Mask is known to be zero for bits that V
+/// cannot have.
 ///
 /// This function is defined on values with integer type, values with pointer
 /// type (but only if TD is non-null), and vectors of integers.  In the case
 /// where V is a vector, the mask, known zero, and known one values are the
 /// same width as the vector element, and the bit is set only if it is true
 /// for all of the elements in the vector.
-bool llvm::MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
-                             const TargetData *TD, unsigned Depth) {
+bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
+                       const DataLayout *TD, unsigned Depth,
+                       const Query &Q) {
   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
-  ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
-  assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
+  computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
   return (KnownZero & Mask) == Mask;
 }
 
 
 
-/// ComputeNumSignBits - Return the number of times the sign bit of the
-/// register is replicated into the other bits.  We know that at least 1 bit
-/// is always equal to the sign bit (itself), but other cases can give us
-/// information.  For example, immediately after an "ashr X, 2", we know that
-/// the top 3 bits are all equal to each other, so we return 3.
+/// Return the number of times the sign bit of the register is replicated into
+/// the other bits. We know that at least 1 bit is always equal to the sign bit
+/// (itself), but other cases can give us information. For example, immediately
+/// after an "ashr X, 2", we know that the top 3 bits are all equal to each
+/// other, so we return 3.
 ///
 /// 'Op' must have a scalar integer type.
 ///
-unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
-                                  unsigned Depth) {
+unsigned ComputeNumSignBits(Value *V, const DataLayout *TD,
+                            unsigned Depth, const Query &Q) {
   assert((TD || V->getType()->isIntOrIntVectorTy()) &&
-         "ComputeNumSignBits requires a TargetData object to operate "
+         "ComputeNumSignBits requires a DataLayout object to operate "
          "on non-integer values!");
   Type *Ty = V->getType();
   unsigned TyBits = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()->getScalarType()) :
@@ -982,21 +1706,21 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
   unsigned Tmp, Tmp2;
   unsigned FirstAnswer = 1;
 
-  // Note that ConstantInt is handled by the general ComputeMaskedBits case
+  // Note that ConstantInt is handled by the general computeKnownBits case
   // below.
 
   if (Depth == 6)
     return 1;  // Limit search depth.
-  
+
   Operator *U = dyn_cast<Operator>(V);
   switch (Operator::getOpcode(V)) {
   default: break;
   case Instruction::SExt:
     Tmp = TyBits - U->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
-    return ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1) + Tmp;
-    
+    return ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1, Q) + Tmp;
+
   case Instruction::AShr: {
-    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
+    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1, Q);
     // ashr X, C   -> adds C sign bits.  Vectors too.
     const APInt *ShAmt;
     if (match(U->getOperand(1), m_APInt(ShAmt))) {
@@ -1009,7 +1733,7 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
     const APInt *ShAmt;
     if (match(U->getOperand(1), m_APInt(ShAmt))) {
       // shl destroys sign bits.
-      Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
+      Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1, Q);
       Tmp2 = ShAmt->getZExtValue();
       if (Tmp2 >= TyBits ||      // Bad shift.
           Tmp2 >= Tmp) break;    // Shifted all sign bits out.
@@ -1021,93 +1745,90 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
   case Instruction::Or:
   case Instruction::Xor:    // NOT is handled here.
     // Logical binary ops preserve the number of sign bits at the worst.
-    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
+    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1, Q);
     if (Tmp != 1) {
-      Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
+      Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1, Q);
       FirstAnswer = std::min(Tmp, Tmp2);
       // We computed what we know about the sign bits as our first
       // answer. Now proceed to the generic code that uses
-      // ComputeMaskedBits, and pick whichever answer is better.
+      // computeKnownBits, and pick whichever answer is better.
     }
     break;
 
   case Instruction::Select:
-    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
+    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1, Q);
     if (Tmp == 1) return 1;  // Early out.
-    Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(2), TD, Depth+1);
+    Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(2), TD, Depth+1, Q);
     return std::min(Tmp, Tmp2);
-    
+
   case Instruction::Add:
     // Add can have at most one carry bit.  Thus we know that the output
     // is, at worst, one more bit than the inputs.
-    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
+    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1, Q);
     if (Tmp == 1) return 1;  // Early out.
-      
+
     // Special case decrementing a value (ADD X, -1):
     if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1)))
       if (CRHS->isAllOnesValue()) {
         APInt KnownZero(TyBits, 0), KnownOne(TyBits, 0);
-        APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(TyBits);
-        ComputeMaskedBits(U->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, TD,
-                          Depth+1);
-        
+        computeKnownBits(U->getOperand(0), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
+
         // If the input is known to be 0 or 1, the output is 0/-1, which is all
         // sign bits set.
-        if ((KnownZero | APInt(TyBits, 1)) == Mask)
+        if ((KnownZero | APInt(TyBits, 1)).isAllOnesValue())
           return TyBits;
-        
+
         // If we are subtracting one from a positive number, there is no carry
         // out of the result.
         if (KnownZero.isNegative())
           return Tmp;
       }
-      
-    Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
+
+    Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1, Q);
     if (Tmp2 == 1) return 1;
     return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
-    
+
   case Instruction::Sub:
-    Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
+    Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1, Q);
     if (Tmp2 == 1) return 1;
-      
+
     // Handle NEG.
     if (ConstantInt *CLHS = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(0)))
       if (CLHS->isNullValue()) {
         APInt KnownZero(TyBits, 0), KnownOne(TyBits, 0);
-        APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(TyBits);
-        ComputeMaskedBits(U->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, 
-                          TD, Depth+1);
+        computeKnownBits(U->getOperand(1), KnownZero, KnownOne, TD, Depth+1, Q);
         // If the input is known to be 0 or 1, the output is 0/-1, which is all
         // sign bits set.
-        if ((KnownZero | APInt(TyBits, 1)) == Mask)
+        if ((KnownZero | APInt(TyBits, 1)).isAllOnesValue())
           return TyBits;
-        
+
         // If the input is known to be positive (the sign bit is known clear),
         // the output of the NEG has the same number of sign bits as the input.
         if (KnownZero.isNegative())
           return Tmp2;
-        
+
         // Otherwise, we treat this like a SUB.
       }
-    
+
     // Sub can have at most one carry bit.  Thus we know that the output
     // is, at worst, one more bit than the inputs.
-    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
+    Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1, Q);
     if (Tmp == 1) return 1;  // Early out.
     return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
-      
+
   case Instruction::PHI: {
     PHINode *PN = cast<PHINode>(U);
     // Don't analyze large in-degree PHIs.
     if (PN->getNumIncomingValues() > 4) break;
-    
+
     // Take the minimum of all incoming values.  This can't infinitely loop
     // because of our depth threshold.
-    Tmp = ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(0), TD, Depth+1);
+    Tmp = ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(0), TD, Depth+1, Q);
     for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
       if (Tmp == 1) return Tmp;
       Tmp = std::min(Tmp,
-                     ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(i), TD, Depth+1));
+                     ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(i), TD,
+                                        Depth+1, Q));
     }
     return Tmp;
   }
@@ -1117,13 +1838,13 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
     // case for targets like X86.
     break;
   }
-  
+
   // Finally, if we can prove that the top bits of the result are 0's or 1's,
   // use this information.
   APInt KnownZero(TyBits, 0), KnownOne(TyBits, 0);
-  APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(TyBits);
-  ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
-  
+  APInt Mask;
+  computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, TD, Depth, Q);
+
   if (KnownZero.isNegative()) {        // sign bit is 0
     Mask = KnownZero;
   } else if (KnownOne.isNegative()) {  // sign bit is 1;
@@ -1132,7 +1853,7 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
     // Nothing known.
     return FirstAnswer;
   }
-  
+
   // Okay, we know that the sign bit in Mask is set.  Use CLZ to determine
   // the number of identical bits in the top of the input value.
   Mask = ~Mask;
@@ -1142,9 +1863,9 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
   return std::max(FirstAnswer, std::min(TyBits, Mask.countLeadingZeros()));
 }
 
-/// ComputeMultiple - This function computes the integer multiple of Base that
-/// equals V.  If successful, it returns true and returns the multiple in
-/// Multiple.  If unsuccessful, it returns false. It looks
+/// This function computes the integer multiple of Base that equals V.
+/// If successful, it returns true and returns the multiple in
+/// Multiple. If unsuccessful, it returns false. It looks
 /// through SExt instructions only if LookThroughSExt is true.
 bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
                            bool LookThroughSExt, unsigned Depth) {
@@ -1160,7 +1881,7 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
 
   if (Base == 0)
     return false;
-    
+
   if (Base == 1) {
     Multiple = V;
     return true;
@@ -1176,11 +1897,11 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
 
   if (CI && CI->getZExtValue() % Base == 0) {
     Multiple = ConstantInt::get(T, CI->getZExtValue() / Base);
-    return true;  
+    return true;
   }
-  
+
   if (Depth == MaxDepth) return false;  // Limit search depth.
-        
+
   Operator *I = dyn_cast<Operator>(V);
   if (!I) return false;
 
@@ -1208,17 +1929,17 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
       Op1 = ConstantInt::get(V->getContext(), API);
     }
 
-    Value *Mul0 = NULL;
+    Value *Mul0 = nullptr;
     if (ComputeMultiple(Op0, Base, Mul0, LookThroughSExt, Depth+1)) {
       if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1))
         if (Constant *MulC = dyn_cast<Constant>(Mul0)) {
-          if (Op1C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 
+          if (Op1C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
               MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
             Op1C = ConstantExpr::getZExt(Op1C, MulC->getType());
-          if (Op1C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > 
+          if (Op1C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
               MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
             MulC = ConstantExpr::getZExt(MulC, Op1C->getType());
-          
+
           // V == Base * (Mul0 * Op1), so return (Mul0 * Op1)
           Multiple = ConstantExpr::getMul(MulC, Op1C);
           return true;
@@ -1232,17 +1953,17 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
         }
     }
 
-    Value *Mul1 = NULL;
+    Value *Mul1 = nullptr;
     if (ComputeMultiple(Op1, Base, Mul1, LookThroughSExt, Depth+1)) {
       if (Constant *Op0C = dyn_cast<Constant>(Op0))
         if (Constant *MulC = dyn_cast<Constant>(Mul1)) {
-          if (Op0C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 
+          if (Op0C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
               MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
             Op0C = ConstantExpr::getZExt(Op0C, MulC->getType());
-          if (Op0C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > 
+          if (Op0C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
               MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
             MulC = ConstantExpr::getZExt(MulC, Op0C->getType());
-          
+
           // V == Base * (Mul1 * Op0), so return (Mul1 * Op0)
           Multiple = ConstantExpr::getMul(MulC, Op0C);
           return true;
@@ -1262,8 +1983,8 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
   return false;
 }
 
-/// CannotBeNegativeZero - Return true if we can prove that the specified FP 
-/// value is never equal to -0.0.
+/// Return true if we can prove that the specified FP value is never equal to
+/// -0.0.
 ///
 /// NOTE: this function will need to be revisited when we support non-default
 /// rounding modes!
@@ -1271,28 +1992,33 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
 bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
   if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
     return !CFP->getValueAPF().isNegZero();
-  
+
   if (Depth == 6)
     return 1;  // Limit search depth.
 
   const Operator *I = dyn_cast<Operator>(V);
-  if (I == 0) return false;
-  
+  if (!I) return false;
+
+  // Check if the nsz fast-math flag is set
+  if (const FPMathOperator *FPO = dyn_cast<FPMathOperator>(I))
+    if (FPO->hasNoSignedZeros())
+      return true;
+
   // (add x, 0.0) is guaranteed to return +0.0, not -0.0.
-  if (I->getOpcode() == Instruction::FAdd &&
-      isa<ConstantFP>(I->getOperand(1)) && 
-      cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))->isNullValue())
-    return true;
-    
+  if (I->getOpcode() == Instruction::FAdd)
+    if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1)))
+      if (CFP->isNullValue())
+        return true;
+
   // sitofp and uitofp turn into +0.0 for zero.
   if (isa<SIToFPInst>(I) || isa<UIToFPInst>(I))
     return true;
-  
+
   if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
     // sqrt(-0.0) = -0.0, no other negative results are possible.
     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt)
       return CannotBeNegativeZero(II->getArgOperand(0), Depth+1);
-  
+
   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
     if (const Function *F = CI->getCalledFunction()) {
       if (F->isDeclaration()) {
@@ -1307,12 +2033,12 @@ bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
           return CannotBeNegativeZero(CI->getArgOperand(0), Depth+1);
       }
     }
-  
+
   return false;
 }
 
-/// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
-/// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
+/// If the specified value can be set by repeating the same byte in memory,
+/// return the i8 value that it is represented with.  This is
 /// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
 /// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
 /// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
@@ -1324,9 +2050,9 @@ Value *llvm::isBytewiseValue(Value *V) {
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
     if (C->isNullValue())
       return Constant::getNullValue(Type::getInt8Ty(V->getContext()));
-  
+
   // Constant float and double values can be handled as integer values if the
-  // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0. 
+  // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0.
   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
     if (CFP->getType()->isFloatTy())
       V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::getInt32Ty(V->getContext()));
@@ -1334,8 +2060,8 @@ Value *llvm::isBytewiseValue(Value *V) {
       V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::getInt64Ty(V->getContext()));
     // Don't handle long double formats, which have strange constraints.
   }
-  
-  // We can handle constant integers that are power of two in size and a 
+
+  // We can handle constant integers that are power of two in size and a
   // multiple of 8 bits.
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
     unsigned Width = CI->getBitWidth();
@@ -1349,27 +2075,27 @@ Value *llvm::isBytewiseValue(Value *V) {
         Val2  = Val.lshr(NextWidth);
         Val2 = Val2.trunc(Val.getBitWidth()/2);
         Val = Val.trunc(Val.getBitWidth()/2);
-        
+
         // If the top/bottom halves aren't the same, reject it.
         if (Val != Val2)
-          return 0;
+          return nullptr;
       }
       return ConstantInt::get(V->getContext(), Val);
     }
   }
-  
+
   // A ConstantDataArray/Vector is splatable if all its members are equal and
   // also splatable.
   if (ConstantDataSequential *CA = dyn_cast<ConstantDataSequential>(V)) {
     Value *Elt = CA->getElementAsConstant(0);
     Value *Val = isBytewiseValue(Elt);
     if (!Val)
-      return 0;
-    
+      return nullptr;
+
     for (unsigned I = 1, E = CA->getNumElements(); I != E; ++I)
       if (CA->getElementAsConstant(I) != Elt)
-        return 0;
-    
+        return nullptr;
+
     return Val;
   }
 
@@ -1379,7 +2105,7 @@ Value *llvm::isBytewiseValue(Value *V) {
   //   %c = or i16 %a, %b
   // but until there is an example that actually needs this, it doesn't seem
   // worth worrying about.
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 
@@ -1390,10 +2116,10 @@ Value *llvm::isBytewiseValue(Value *V) {
 // struct. To is the result struct built so far, new insertvalue instructions
 // build on that.
 static Value *BuildSubAggregate(Value *From, Value* To, Type *IndexedType,
-                                SmallVector<unsigned, 10> &Idxs,
+                                SmallVectorImpl<unsigned> &Idxs,
                                 unsigned IdxSkip,
                                 Instruction *InsertBefore) {
-  llvm::StructType *STy = llvm::dyn_cast<llvm::StructType>(IndexedType);
+  llvm::StructType *STy = dyn_cast<llvm::StructType>(IndexedType);
   if (STy) {
     // Save the original To argument so we can modify it
     Value *OrigTo = To;
@@ -1424,12 +2150,12 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, Value* To, Type *IndexedType,
   // the struct's elements had a value that was inserted directly. In the latter
   // case, perhaps we can't determine each of the subelements individually, but
   // we might be able to find the complete struct somewhere.
-  
+
   // Find the value that is at that particular spot
   Value *V = FindInsertedValue(From, Idxs);
 
   if (!V)
-    return NULL;
+    return nullptr;
 
   // Insert the value in the new (sub) aggregrate
   return llvm::InsertValueInst::Create(To, V, makeArrayRef(Idxs).slice(IdxSkip),
@@ -1460,7 +2186,7 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, ArrayRef<unsigned> idx_range,
   return BuildSubAggregate(From, To, IndexedType, Idxs, IdxSkip, InsertBefore);
 }
 
-/// FindInsertedValue - Given an aggregrate and an sequence of indices, see if
+/// Given an aggregrate and an sequence of indices, see if
 /// the scalar value indexed is already around as a register, for example if it
 /// were inserted directly into the aggregrate.
 ///
@@ -1480,10 +2206,10 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, ArrayRef<unsigned> idx_range,
 
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
     C = C->getAggregateElement(idx_range[0]);
-    if (C == 0) return 0;
+    if (!C) return nullptr;
     return FindInsertedValue(C, idx_range.slice(1), InsertBefore);
   }
-    
+
   if (InsertValueInst *I = dyn_cast<InsertValueInst>(V)) {
     // Loop the indices for the insertvalue instruction in parallel with the
     // requested indices
@@ -1493,7 +2219,7 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, ArrayRef<unsigned> idx_range,
       if (req_idx == idx_range.end()) {
         // We can't handle this without inserting insertvalues
         if (!InsertBefore)
-          return 0;
+          return nullptr;
 
         // The requested index identifies a part of a nested aggregate. Handle
         // this specially. For example,
@@ -1508,7 +2234,7 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, ArrayRef<unsigned> idx_range,
         return BuildSubAggregate(V, makeArrayRef(idx_range.begin(), req_idx),
                                  InsertBefore);
       }
-      
+
       // This insert value inserts something else than what we are looking for.
       // See if the (aggregrate) value inserted into has the value we are
       // looking for, then.
@@ -1523,104 +2249,100 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, ArrayRef<unsigned> idx_range,
                              makeArrayRef(req_idx, idx_range.end()),
                              InsertBefore);
   }
-  
+
   if (ExtractValueInst *I = dyn_cast<ExtractValueInst>(V)) {
     // If we're extracting a value from an aggregrate that was extracted from
     // something else, we can extract from that something else directly instead.
     // However, we will need to chain I's indices with the requested indices.
-   
-    // Calculate the number of indices required 
+
+    // Calculate the number of indices required
     unsigned size = I->getNumIndices() + idx_range.size();
     // Allocate some space to put the new indices in
     SmallVector<unsigned, 5> Idxs;
     Idxs.reserve(size);
     // Add indices from the extract value instruction
     Idxs.append(I->idx_begin(), I->idx_end());
-    
+
     // Add requested indices
     Idxs.append(idx_range.begin(), idx_range.end());
 
-    assert(Idxs.size() == size 
+    assert(Idxs.size() == size
            && "Number of indices added not correct?");
-    
+
     return FindInsertedValue(I->getAggregateOperand(), Idxs, InsertBefore);
   }
   // Otherwise, we don't know (such as, extracting from a function return value
   // or load instruction)
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// GetPointerBaseWithConstantOffset - Analyze the specified pointer to see if
-/// it can be expressed as a base pointer plus a constant offset.  Return the
-/// base and offset to the caller.
+/// Analyze the specified pointer to see if it can be expressed as a base
+/// pointer plus a constant offset. Return the base and offset to the caller.
 Value *llvm::GetPointerBaseWithConstantOffset(Value *Ptr, int64_t &Offset,
-                                              const TargetData &TD) {
-  Operator *PtrOp = dyn_cast<Operator>(Ptr);
-  if (PtrOp == 0 || Ptr->getType()->isVectorTy())
-    return Ptr;
-  
-  // Just look through bitcasts.
-  if (PtrOp->getOpcode() == Instruction::BitCast)
-    return GetPointerBaseWithConstantOffset(PtrOp->getOperand(0), Offset, TD);
-  
-  // If this is a GEP with constant indices, we can look through it.
-  GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp);
-  if (GEP == 0 || !GEP->hasAllConstantIndices()) return Ptr;
-  
-  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
-  for (User::op_iterator I = GEP->idx_begin(), E = GEP->idx_end(); I != E;
-       ++I, ++GTI) {
-    ConstantInt *OpC = cast<ConstantInt>(*I);
-    if (OpC->isZero()) continue;
-    
-    // Handle a struct and array indices which add their offset to the pointer.
-    if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
-      Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
+                                              const DataLayout *DL) {
+  // Without DataLayout, conservatively assume 64-bit offsets, which is
+  // the widest we support.
+  unsigned BitWidth = DL ? DL->getPointerTypeSizeInBits(Ptr->getType()) : 64;
+  APInt ByteOffset(BitWidth, 0);
+  while (1) {
+    if (Ptr->getType()->isVectorTy())
+      break;
+
+    if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr)) {
+      if (DL) {
+        APInt GEPOffset(BitWidth, 0);
+        if (!GEP->accumulateConstantOffset(*DL, GEPOffset))
+          break;
+
+        ByteOffset += GEPOffset;
+      }
+
+      Ptr = GEP->getPointerOperand();
+    } else if (Operator::getOpcode(Ptr) == Instruction::BitCast ||
+               Operator::getOpcode(Ptr) == Instruction::AddrSpaceCast) {
+      Ptr = cast<Operator>(Ptr)->getOperand(0);
+    } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(Ptr)) {
+      if (GA->mayBeOverridden())
+        break;
+      Ptr = GA->getAliasee();
     } else {
-      uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
-      Offset += OpC->getSExtValue()*Size;
+      break;
     }
   }
-  
-  // Re-sign extend from the pointer size if needed to get overflow edge cases
-  // right.
-  unsigned PtrSize = TD.getPointerSizeInBits();
-  if (PtrSize < 64)
-    Offset = (Offset << (64-PtrSize)) >> (64-PtrSize);
-  
-  return GetPointerBaseWithConstantOffset(GEP->getPointerOperand(), Offset, TD);
+  Offset = ByteOffset.getSExtValue();
+  return Ptr;
 }
 
 
-/// getConstantStringInfo - This function computes the length of a
-/// null-terminated C string pointed to by V.  If successful, it returns true
-/// and returns the string in Str.  If unsuccessful, it returns false.
+/// This function computes the length of a null-terminated C string pointed to
+/// by V. If successful, it returns true and returns the string in Str.
+/// If unsuccessful, it returns false.
 bool llvm::getConstantStringInfo(const Value *V, StringRef &Str,
                                  uint64_t Offset, bool TrimAtNul) {
   assert(V);
 
   // Look through bitcast instructions and geps.
   V = V->stripPointerCasts();
-  
+
   // If the value is a GEP instructionor  constant expression, treat it as an
   // offset.
   if (const GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
     // Make sure the GEP has exactly three arguments.
     if (GEP->getNumOperands() != 3)
       return false;
-    
+
     // Make sure the index-ee is a pointer to array of i8.
     PointerType *PT = cast<PointerType>(GEP->getOperand(0)->getType());
     ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(PT->getElementType());
-    if (AT == 0 || !AT->getElementType()->isIntegerTy(8))
+    if (!AT || !AT->getElementType()->isIntegerTy(8))
       return false;
-    
+
     // Check to make sure that the first operand of the GEP is an integer and
     // has value 0 so that we are sure we're indexing into the initializer.
     const ConstantInt *FirstIdx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1));
-    if (FirstIdx == 0 || !FirstIdx->isZero())
+    if (!FirstIdx || !FirstIdx->isZero())
       return false;
-    
+
     // If the second index isn't a ConstantInt, then this is a variable index
     // into the array.  If this occurs, we can't say anything meaningful about
     // the string.
@@ -1646,13 +2368,13 @@ bool llvm::getConstantStringInfo(const Value *V, StringRef &Str,
     Str = "";
     return true;
   }
-  
+
   // Must be a Constant Array
   const ConstantDataArray *Array =
     dyn_cast<ConstantDataArray>(GV->getInitializer());
-  if (Array == 0 || !Array->isString())
+  if (!Array || !Array->isString())
     return false;
-  
+
   // Get the number of elements in the array
   uint64_t NumElts = Array->getType()->getArrayNumElements();
 
@@ -1661,10 +2383,10 @@ bool llvm::getConstantStringInfo(const Value *V, StringRef &Str,
 
   if (Offset > NumElts)
     return false;
-  
+
   // Skip over 'offset' bytes.
   Str = Str.substr(Offset);
-  
+
   if (TrimAtNul) {
     // Trim off the \0 and anything after it.  If the array is not nul
     // terminated, we just return the whole end of string.  The client may know
@@ -1678,16 +2400,16 @@ bool llvm::getConstantStringInfo(const Value *V, StringRef &Str,
 // nodes.
 // TODO: See if we can integrate these two together.
 
-/// GetStringLengthH - If we can compute the length of the string pointed to by
+/// If we can compute the length of the string pointed to by
 /// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
-static uint64_t GetStringLengthH(Value *V, SmallPtrSet<PHINode*, 32> &PHIs) {
+static uint64_t GetStringLengthH(Value *V, SmallPtrSetImpl<PHINode*> &PHIs) {
   // Look through noop bitcast instructions.
   V = V->stripPointerCasts();
 
   // If this is a PHI node, there are two cases: either we have already seen it
   // or we haven't.
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
-    if (!PHIs.insert(PN))
+    if (!PHIs.insert(PN).second)
       return ~0ULL;  // already in the set.
 
     // If it was new, see if all the input strings are the same length.
@@ -1718,7 +2440,7 @@ static uint64_t GetStringLengthH(Value *V, SmallPtrSet<PHINode*, 32> &PHIs) {
     if (Len1 != Len2) return 0;
     return Len1;
   }
-  
+
   // Otherwise, see if we can read the string.
   StringRef StrData;
   if (!getConstantStringInfo(V, StrData))
@@ -1727,7 +2449,7 @@ static uint64_t GetStringLengthH(Value *V, SmallPtrSet<PHINode*, 32> &PHIs) {
   return StrData.size()+1;
 }
 
-/// GetStringLength - If we can compute the length of the string pointed to by
+/// If we can compute the length of the string pointed to by
 /// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
 uint64_t llvm::GetStringLength(Value *V) {
   if (!V->getType()->isPointerTy()) return 0;
@@ -1740,13 +2462,14 @@ uint64_t llvm::GetStringLength(Value *V) {
 }
 
 Value *
-llvm::GetUnderlyingObject(Value *V, const TargetData *TD, unsigned MaxLookup) {
+llvm::GetUnderlyingObject(Value *V, const DataLayout *TD, unsigned MaxLookup) {
   if (!V->getType()->isPointerTy())
     return V;
   for (unsigned Count = 0; MaxLookup == 0 || Count < MaxLookup; ++Count) {
     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
       V = GEP->getPointerOperand();
-    } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast) {
+    } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast ||
+               Operator::getOpcode(V) == Instruction::AddrSpaceCast) {
       V = cast<Operator>(V)->getOperand(0);
     } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
       if (GA->mayBeOverridden())
@@ -1755,8 +2478,8 @@ llvm::GetUnderlyingObject(Value *V, const TargetData *TD, unsigned MaxLookup) {
     } else {
       // See if InstructionSimplify knows any relevant tricks.
       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
-        // TODO: Acquire a DominatorTree and use it.
-        if (Value *Simplified = SimplifyInstruction(I, TD, 0)) {
+        // TODO: Acquire a DominatorTree and AssumptionTracker and use them.
+        if (Value *Simplified = SimplifyInstruction(I, TD, nullptr)) {
           V = Simplified;
           continue;
         }
@@ -1768,13 +2491,41 @@ llvm::GetUnderlyingObject(Value *V, const TargetData *TD, unsigned MaxLookup) {
   return V;
 }
 
-/// onlyUsedByLifetimeMarkers - Return true if the only users of this pointer
-/// are lifetime markers.
-///
+void
+llvm::GetUnderlyingObjects(Value *V,
+                           SmallVectorImpl<Value *> &Objects,
+                           const DataLayout *TD,
+                           unsigned MaxLookup) {
+  SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
+  SmallVector<Value *, 4> Worklist;
+  Worklist.push_back(V);
+  do {
+    Value *P = Worklist.pop_back_val();
+    P = GetUnderlyingObject(P, TD, MaxLookup);
+
+    if (!Visited.insert(P).second)
+      continue;
+
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(P)) {
+      Worklist.push_back(SI->getTrueValue());
+      Worklist.push_back(SI->getFalseValue());
+      continue;
+    }
+
+    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(P)) {
+      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+        Worklist.push_back(PN->getIncomingValue(i));
+      continue;
+    }
+
+    Objects.push_back(P);
+  } while (!Worklist.empty());
+}
+
+/// Return true if the only users of this pointer are lifetime markers.
 bool llvm::onlyUsedByLifetimeMarkers(const Value *V) {
-  for (Value::const_use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end();
-       UI != UE; ++UI) {
-    const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*UI);
+  for (const User *U : V->users()) {
+    const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U);
     if (!II) return false;
 
     if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_start &&
@@ -1785,7 +2536,7 @@ bool llvm::onlyUsedByLifetimeMarkers(const Value *V) {
 }
 
 bool llvm::isSafeToSpeculativelyExecute(const Value *V,
-                                        const TargetData *TD) {
+                                        const DataLayout *TD) {
   const Operator *Inst = dyn_cast<Operator>(V);
   if (!Inst)
     return false;
@@ -1799,53 +2550,79 @@ bool llvm::isSafeToSpeculativelyExecute(const Value *V,
   default:
     return true;
   case Instruction::UDiv:
-  case Instruction::URem:
-    // x / y is undefined if y == 0, but calcuations like x / 3 are safe.
-    return isKnownNonZero(Inst->getOperand(1), TD);
+  case Instruction::URem: {
+    // x / y is undefined if y == 0.
+    const APInt *V;
+    if (match(Inst->getOperand(1), m_APInt(V)))
+      return *V != 0;
+    return false;
+  }
   case Instruction::SDiv:
   case Instruction::SRem: {
-    Value *Op = Inst->getOperand(1);
-    // x / y is undefined if y == 0
-    if (!isKnownNonZero(Op, TD))
-      return false;
-    // x / y might be undefined if y == -1
-    unsigned BitWidth = getBitWidth(Op->getType(), TD);
-    if (BitWidth == 0)
-      return false;
-    APInt KnownZero(BitWidth, 0);
-    APInt KnownOne(BitWidth, 0);
-    ComputeMaskedBits(Op, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
-                      KnownZero, KnownOne, TD);
-    return !!KnownZero;
+    // x / y is undefined if y == 0 or x == INT_MIN and y == -1
+    const APInt *X, *Y;
+    if (match(Inst->getOperand(1), m_APInt(Y))) {
+      if (*Y != 0) {
+        if (*Y == -1) {
+          // The numerator can't be MinSignedValue if the denominator is -1.
+          if (match(Inst->getOperand(0), m_APInt(X)))
+            return !Y->isMinSignedValue();
+          // The numerator *might* be MinSignedValue.
+          return false;
+        }
+        // The denominator is not 0 or -1, it's safe to proceed.
+        return true;
+      }
+    }
+    return false;
   }
   case Instruction::Load: {
     const LoadInst *LI = cast<LoadInst>(Inst);
-    if (!LI->isUnordered())
+    if (!LI->isUnordered() ||
+        // Speculative load may create a race that did not exist in the source.
+        LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(Attribute::SanitizeThread))
       return false;
-    return LI->getPointerOperand()->isDereferenceablePointer();
+    return LI->getPointerOperand()->isDereferenceablePointer(TD);
   }
   case Instruction::Call: {
-   if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
-     switch (II->getIntrinsicID()) {
-       case Intrinsic::bswap:
-       case Intrinsic::ctlz:
-       case Intrinsic::ctpop:
-       case Intrinsic::cttz:
-       case Intrinsic::objectsize:
-       case Intrinsic::sadd_with_overflow:
-       case Intrinsic::smul_with_overflow:
-       case Intrinsic::ssub_with_overflow:
-       case Intrinsic::uadd_with_overflow:
-       case Intrinsic::umul_with_overflow:
-       case Intrinsic::usub_with_overflow:
-         return true;
-       // TODO: some fp intrinsics are marked as having the same error handling
-       // as libm. They're safe to speculate when they won't error.
-       // TODO: are convert_{from,to}_fp16 safe?
-       // TODO: can we list target-specific intrinsics here?
-       default: break;
-     }
-   }
+    if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
+      switch (II->getIntrinsicID()) {
+      // These synthetic intrinsics have no side-effects and just mark
+      // information about their operands.
+      // FIXME: There are other no-op synthetic instructions that potentially
+      // should be considered at least *safe* to speculate...
+      case Intrinsic::dbg_declare:
+      case Intrinsic::dbg_value:
+        return true;
+
+      case Intrinsic::bswap:
+      case Intrinsic::ctlz:
+      case Intrinsic::ctpop:
+      case Intrinsic::cttz:
+      case Intrinsic::objectsize:
+      case Intrinsic::sadd_with_overflow:
+      case Intrinsic::smul_with_overflow:
+      case Intrinsic::ssub_with_overflow:
+      case Intrinsic::uadd_with_overflow:
+      case Intrinsic::umul_with_overflow:
+      case Intrinsic::usub_with_overflow:
+        return true;
+      // Sqrt should be OK, since the llvm sqrt intrinsic isn't defined to set
+      // errno like libm sqrt would.
+      case Intrinsic::sqrt:
+      case Intrinsic::fma:
+      case Intrinsic::fmuladd:
+      case Intrinsic::fabs:
+      case Intrinsic::minnum:
+      case Intrinsic::maxnum:
+        return true;
+      // TODO: some fp intrinsics are marked as having the same error handling
+      // as libm. They're safe to speculate when they won't error.
+      // TODO: are convert_{from,to}_fp16 safe?
+      // TODO: can we list target-specific intrinsics here?
+      default: break;
+      }
+    }
     return false; // The called function could have undefined behavior or
                   // side-effects, even if marked readnone nounwind.
   }
@@ -1867,3 +2644,31 @@ bool llvm::isSafeToSpeculativelyExecute(const Value *V,
     return false; // Misc instructions which have effects
   }
 }
+
+/// Return true if we know that the specified value is never null.
+bool llvm::isKnownNonNull(const Value *V, const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  // Alloca never returns null, malloc might.
+  if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
+
+  // A byval, inalloca, or nonnull argument is never null.
+  if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
+    return A->hasByValOrInAllocaAttr() || A->hasNonNullAttr();
+
+  // Global values are not null unless extern weak.
+  if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
+    return !GV->hasExternalWeakLinkage();
+
+  // A Load tagged w/nonnull metadata is never null. 
+  if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(V))
+    return LI->getMetadata(LLVMContext::MD_nonnull);
+
+  if (ImmutableCallSite CS = V)
+    if (CS.isReturnNonNull())
+      return true;
+
+  // operator new never returns null.
+  if (isOperatorNewLikeFn(V, TLI, /*LookThroughBitCast=*/true))
+    return true;
+
+  return false;
+}