Add support for vectors of pointers.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / IndVarSimplify.cpp
index 1e7df43ee8d2ea643e079ee447836dbb7b549aeb..1176cc9a04bda0f1bf713683e318d58bd43a4f29 100644 (file)
 // computations derived from them) into simpler forms suitable for subsequent
 // analysis and transformation.
 //
-// This transformation makes the following changes to each loop with an
-// identifiable induction variable:
-//   1. All loops are transformed to have a SINGLE canonical induction variable
-//      which starts at zero and steps by one.
-//   2. The canonical induction variable is guaranteed to be the first PHI node
-//      in the loop header block.
-//   3. The canonical induction variable is guaranteed to be in a wide enough
-//      type so that IV expressions need not be (directly) zero-extended or
-//      sign-extended.
-//   4. Any pointer arithmetic recurrences are raised to use array subscripts.
-//
 // If the trip count of a loop is computable, this pass also makes the following
 // changes:
 //   1. The exit condition for the loop is canonicalized to compare the
@@ -33,9 +22,6 @@
 //      purpose of the loop is to compute the exit value of some derived
 //      expression, this transformation will make the loop dead.
 //
-// This transformation should be followed by strength reduction after all of the
-// desired loop transformations have been performed.
-//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "indvars"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyIndVar.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 using namespace llvm;
 
 STATISTIC(NumRemoved     , "Number of aux indvars removed");
@@ -67,16 +55,19 @@ STATISTIC(NumWidened     , "Number of indvars widened");
 STATISTIC(NumInserted    , "Number of canonical indvars added");
 STATISTIC(NumReplaced    , "Number of exit values replaced");
 STATISTIC(NumLFTR        , "Number of loop exit tests replaced");
-STATISTIC(NumElimIdentity, "Number of IV identities eliminated");
 STATISTIC(NumElimExt     , "Number of IV sign/zero extends eliminated");
-STATISTIC(NumElimRem     , "Number of IV remainder operations eliminated");
-STATISTIC(NumElimCmp     , "Number of IV comparisons eliminated");
+STATISTIC(NumElimIV      , "Number of congruent IVs eliminated");
 
-// DisableIVRewrite mode currently affects IVUsers, so is defined in libAnalysis
-// and referenced here.
-namespace llvm {
-  extern bool DisableIVRewrite;
-}
+static cl::opt<bool> EnableIVRewrite(
+  "enable-iv-rewrite", cl::Hidden,
+  cl::desc("Enable canonical induction variable rewriting"));
+
+// Trip count verification can be enabled by default under NDEBUG if we
+// implement a strong expression equivalence checker in SCEV. Until then, we
+// use the verify-indvars flag, which may assert in some cases.
+static cl::opt<bool> VerifyIndvars(
+  "verify-indvars", cl::Hidden,
+  cl::desc("Verify the ScalarEvolution result after running indvars"));
 
 namespace {
   class IndVarSimplify : public LoopPass {
@@ -86,21 +77,13 @@ namespace {
     DominatorTree   *DT;
     TargetData      *TD;
 
-    PHINode         *CurrIV; // Current IV being simplified.
-
-     // Instructions processed by SimplifyIVUsers for CurrIV.
-    SmallPtrSet<Instruction*,16> Simplified;
-
-    // Use-def pairs if IVUsers waiting to be processed for CurrIV.
-    SmallVector<std::pair<Instruction*, Instruction*>, 8> SimpleIVUsers;
-
     SmallVector<WeakVH, 16> DeadInsts;
     bool Changed;
   public:
 
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
     IndVarSimplify() : LoopPass(ID), IU(0), LI(0), SE(0), DT(0), TD(0),
-                       CurrIV(0), Changed(false) {
+                       Changed(false) {
       initializeIndVarSimplifyPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
@@ -112,42 +95,36 @@ namespace {
       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
       AU.addRequiredID(LCSSAID);
-      AU.addRequired<IVUsers>();
+      if (EnableIVRewrite)
+        AU.addRequired<IVUsers>();
       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
       AU.addPreservedID(LCSSAID);
-      if (!DisableIVRewrite)
+      if (EnableIVRewrite)
         AU.addPreserved<IVUsers>();
       AU.setPreservesCFG();
     }
 
   private:
+    virtual void releaseMemory() {
+      DeadInsts.clear();
+    }
+
     bool isValidRewrite(Value *FromVal, Value *ToVal);
 
-    void SimplifyIVUsers(SCEVExpander &Rewriter);
-    void SimplifyIVUsersNoRewrite(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter);
-
-    bool EliminateIVUser(Instruction *UseInst, Instruction *IVOperand);
-    void EliminateIVComparison(ICmpInst *ICmp, Value *IVOperand);
-    void EliminateIVRemainder(BinaryOperator *Rem,
-                              Value *IVOperand,
-                              bool IsSigned,
-                              PHINode *IVPhi);
-    void pushIVUsers(Instruction *Def);
-    bool isSimpleIVUser(Instruction *I, const Loop *L);
+    void HandleFloatingPointIV(Loop *L, PHINode *PH);
     void RewriteNonIntegerIVs(Loop *L);
 
-    ICmpInst *LinearFunctionTestReplace(Loop *L, const SCEV *BackedgeTakenCount,
-                                        PHINode *IndVar,
-                                        SCEVExpander &Rewriter);
+    void SimplifyAndExtend(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter, LPPassManager &LPM);
 
     void RewriteLoopExitValues(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter);
 
     void RewriteIVExpressions(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter);
 
-    void SinkUnusedInvariants(Loop *L);
+    Value *LinearFunctionTestReplace(Loop *L, const SCEV *BackedgeTakenCount,
+                                     PHINode *IndVar, SCEVExpander &Rewriter);
 
-    void HandleFloatingPointIV(Loop *L, PHINode *PH);
+    void SinkUnusedInvariants(Loop *L);
   };
 }
 
@@ -201,6 +178,11 @@ bool IndVarSimplify::isValidRewrite(Value *FromVal, Value *ToVal) {
     // base of a recurrence. This handles the case in which SCEV expansion
     // converts a pointer type recurrence into a nonrecurrent pointer base
     // indexed by an integer recurrence.
+
+    // If the GEP base pointer is a vector of pointers, abort.
+    if (!FromPtr->getType()->isPointerTy() || !ToPtr->getType()->isPointerTy())
+      return false;
+
     const SCEV *FromBase = SE->getPointerBase(SE->getSCEV(FromPtr));
     const SCEV *ToBase = SE->getPointerBase(SE->getSCEV(ToPtr));
     if (FromBase == ToBase)
@@ -214,194 +196,332 @@ bool IndVarSimplify::isValidRewrite(Value *FromVal, Value *ToVal) {
   return true;
 }
 
-/// canExpandBackedgeTakenCount - Return true if this loop's backedge taken
-/// count expression can be safely and cheaply expanded into an instruction
-/// sequence that can be used by LinearFunctionTestReplace.
-static bool canExpandBackedgeTakenCount(Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
-  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
-  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BackedgeTakenCount) ||
-      BackedgeTakenCount->isZero())
-    return false;
-
-  if (!L->getExitingBlock())
-    return false;
-
-  // Can't rewrite non-branch yet.
-  BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
-  if (!BI)
-    return false;
+/// Determine the insertion point for this user. By default, insert immediately
+/// before the user. SCEVExpander or LICM will hoist loop invariants out of the
+/// loop. For PHI nodes, there may be multiple uses, so compute the nearest
+/// common dominator for the incoming blocks.
+static Instruction *getInsertPointForUses(Instruction *User, Value *Def,
+                                          DominatorTree *DT) {
+  PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(User);
+  if (!PHI)
+    return User;
+
+  Instruction *InsertPt = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = PHI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+    if (PHI->getIncomingValue(i) != Def)
+      continue;
 
-  // Special case: If the backedge-taken count is a UDiv, it's very likely a
-  // UDiv that ScalarEvolution produced in order to compute a precise
-  // expression, rather than a UDiv from the user's code. If we can't find a
-  // UDiv in the code with some simple searching, assume the former and forego
-  // rewriting the loop.
-  if (isa<SCEVUDivExpr>(BackedgeTakenCount)) {
-    ICmpInst *OrigCond = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
-    if (!OrigCond) return false;
-    const SCEV *R = SE->getSCEV(OrigCond->getOperand(1));
-    R = SE->getMinusSCEV(R, SE->getConstant(R->getType(), 1));
-    if (R != BackedgeTakenCount) {
-      const SCEV *L = SE->getSCEV(OrigCond->getOperand(0));
-      L = SE->getMinusSCEV(L, SE->getConstant(L->getType(), 1));
-      if (L != BackedgeTakenCount)
-        return false;
+    BasicBlock *InsertBB = PHI->getIncomingBlock(i);
+    if (!InsertPt) {
+      InsertPt = InsertBB->getTerminator();
+      continue;
     }
+    InsertBB = DT->findNearestCommonDominator(InsertPt->getParent(), InsertBB);
+    InsertPt = InsertBB->getTerminator();
   }
+  assert(InsertPt && "Missing phi operand");
+  assert((!isa<Instruction>(Def) ||
+          DT->dominates(cast<Instruction>(Def), InsertPt)) &&
+         "def does not dominate all uses");
+  return InsertPt;
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// RewriteNonIntegerIVs and helpers. Prefer integer IVs.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+/// ConvertToSInt - Convert APF to an integer, if possible.
+static bool ConvertToSInt(const APFloat &APF, int64_t &IntVal) {
+  bool isExact = false;
+  if (&APF.getSemantics() == &APFloat::PPCDoubleDouble)
+    return false;
+  // See if we can convert this to an int64_t
+  uint64_t UIntVal;
+  if (APF.convertToInteger(&UIntVal, 64, true, APFloat::rmTowardZero,
+                           &isExact) != APFloat::opOK || !isExact)
+    return false;
+  IntVal = UIntVal;
   return true;
 }
 
-/// getBackedgeIVType - Get the widest type used by the loop test after peeking
-/// through Truncs.
+/// HandleFloatingPointIV - If the loop has floating induction variable
+/// then insert corresponding integer induction variable if possible.
+/// For example,
+/// for(double i = 0; i < 10000; ++i)
+///   bar(i)
+/// is converted into
+/// for(int i = 0; i < 10000; ++i)
+///   bar((double)i);
 ///
-/// TODO: Unnecessary once LinearFunctionTestReplace is removed.
-static const Type *getBackedgeIVType(Loop *L) {
-  if (!L->getExitingBlock())
-    return 0;
-
-  // Can't rewrite non-branch yet.
-  BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
-  if (!BI)
-    return 0;
+void IndVarSimplify::HandleFloatingPointIV(Loop *L, PHINode *PN) {
+  unsigned IncomingEdge = L->contains(PN->getIncomingBlock(0));
+  unsigned BackEdge     = IncomingEdge^1;
 
-  ICmpInst *Cond = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
-  if (!Cond)
-    return 0;
+  // Check incoming value.
+  ConstantFP *InitValueVal =
+    dyn_cast<ConstantFP>(PN->getIncomingValue(IncomingEdge));
 
-  const Type *Ty = 0;
-  for(User::op_iterator OI = Cond->op_begin(), OE = Cond->op_end();
-      OI != OE; ++OI) {
-    assert((!Ty || Ty == (*OI)->getType()) && "bad icmp operand types");
-    TruncInst *Trunc = dyn_cast<TruncInst>(*OI);
-    if (!Trunc)
-      continue;
+  int64_t InitValue;
+  if (!InitValueVal || !ConvertToSInt(InitValueVal->getValueAPF(), InitValue))
+    return;
 
-    return Trunc->getSrcTy();
-  }
-  return Ty;
-}
+  // Check IV increment. Reject this PN if increment operation is not
+  // an add or increment value can not be represented by an integer.
+  BinaryOperator *Incr =
+    dyn_cast<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(BackEdge));
+  if (Incr == 0 || Incr->getOpcode() != Instruction::FAdd) return;
 
-/// LinearFunctionTestReplace - This method rewrites the exit condition of the
-/// loop to be a canonical != comparison against the incremented loop induction
-/// variable.  This pass is able to rewrite the exit tests of any loop where the
-/// SCEV analysis can determine a loop-invariant trip count of the loop, which
-/// is actually a much broader range than just linear tests.
-ICmpInst *IndVarSimplify::
-LinearFunctionTestReplace(Loop *L,
-                          const SCEV *BackedgeTakenCount,
-                          PHINode *IndVar,
-                          SCEVExpander &Rewriter) {
-  assert(canExpandBackedgeTakenCount(L, SE) && "precondition");
-  BranchInst *BI = cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+  // If this is not an add of the PHI with a constantfp, or if the constant fp
+  // is not an integer, bail out.
+  ConstantFP *IncValueVal = dyn_cast<ConstantFP>(Incr->getOperand(1));
+  int64_t IncValue;
+  if (IncValueVal == 0 || Incr->getOperand(0) != PN ||
+      !ConvertToSInt(IncValueVal->getValueAPF(), IncValue))
+    return;
 
-  // If the exiting block is not the same as the backedge block, we must compare
-  // against the preincremented value, otherwise we prefer to compare against
-  // the post-incremented value.
-  Value *CmpIndVar;
-  const SCEV *RHS = BackedgeTakenCount;
-  if (L->getExitingBlock() == L->getLoopLatch()) {
-    // Add one to the "backedge-taken" count to get the trip count.
-    // If this addition may overflow, we have to be more pessimistic and
-    // cast the induction variable before doing the add.
-    const SCEV *Zero = SE->getConstant(BackedgeTakenCount->getType(), 0);
-    const SCEV *N =
-      SE->getAddExpr(BackedgeTakenCount,
-                     SE->getConstant(BackedgeTakenCount->getType(), 1));
-    if ((isa<SCEVConstant>(N) && !N->isZero()) ||
-        SE->isLoopEntryGuardedByCond(L, ICmpInst::ICMP_NE, N, Zero)) {
-      // No overflow. Cast the sum.
-      RHS = SE->getTruncateOrZeroExtend(N, IndVar->getType());
-    } else {
-      // Potential overflow. Cast before doing the add.
-      RHS = SE->getTruncateOrZeroExtend(BackedgeTakenCount,
-                                        IndVar->getType());
-      RHS = SE->getAddExpr(RHS,
-                           SE->getConstant(IndVar->getType(), 1));
-    }
+  // Check Incr uses. One user is PN and the other user is an exit condition
+  // used by the conditional terminator.
+  Value::use_iterator IncrUse = Incr->use_begin();
+  Instruction *U1 = cast<Instruction>(*IncrUse++);
+  if (IncrUse == Incr->use_end()) return;
+  Instruction *U2 = cast<Instruction>(*IncrUse++);
+  if (IncrUse != Incr->use_end()) return;
 
-    // The BackedgeTaken expression contains the number of times that the
-    // backedge branches to the loop header.  This is one less than the
-    // number of times the loop executes, so use the incremented indvar.
-    CmpIndVar = IndVar->getIncomingValueForBlock(L->getExitingBlock());
-  } else {
-    // We have to use the preincremented value...
-    RHS = SE->getTruncateOrZeroExtend(BackedgeTakenCount,
-                                      IndVar->getType());
-    CmpIndVar = IndVar;
-  }
+  // Find exit condition, which is an fcmp.  If it doesn't exist, or if it isn't
+  // only used by a branch, we can't transform it.
+  FCmpInst *Compare = dyn_cast<FCmpInst>(U1);
+  if (!Compare)
+    Compare = dyn_cast<FCmpInst>(U2);
+  if (Compare == 0 || !Compare->hasOneUse() ||
+      !isa<BranchInst>(Compare->use_back()))
+    return;
 
-  // Expand the code for the iteration count.
-  assert(SE->isLoopInvariant(RHS, L) &&
-         "Computed iteration count is not loop invariant!");
-  Value *ExitCnt = Rewriter.expandCodeFor(RHS, IndVar->getType(), BI);
+  BranchInst *TheBr = cast<BranchInst>(Compare->use_back());
 
-  // Insert a new icmp_ne or icmp_eq instruction before the branch.
-  ICmpInst::Predicate Opcode;
-  if (L->contains(BI->getSuccessor(0)))
-    Opcode = ICmpInst::ICMP_NE;
-  else
-    Opcode = ICmpInst::ICMP_EQ;
+  // We need to verify that the branch actually controls the iteration count
+  // of the loop.  If not, the new IV can overflow and no one will notice.
+  // The branch block must be in the loop and one of the successors must be out
+  // of the loop.
+  assert(TheBr->isConditional() && "Can't use fcmp if not conditional");
+  if (!L->contains(TheBr->getParent()) ||
+      (L->contains(TheBr->getSuccessor(0)) &&
+       L->contains(TheBr->getSuccessor(1))))
+    return;
 
-  DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Rewriting loop exit condition to:\n"
-               << "      LHS:" << *CmpIndVar << '\n'
-               << "       op:\t"
-               << (Opcode == ICmpInst::ICMP_NE ? "!=" : "==") << "\n"
-               << "      RHS:\t" << *RHS << "\n");
 
-  ICmpInst *Cond = new ICmpInst(BI, Opcode, CmpIndVar, ExitCnt, "exitcond");
+  // If it isn't a comparison with an integer-as-fp (the exit value), we can't
+  // transform it.
+  ConstantFP *ExitValueVal = dyn_cast<ConstantFP>(Compare->getOperand(1));
+  int64_t ExitValue;
+  if (ExitValueVal == 0 ||
+      !ConvertToSInt(ExitValueVal->getValueAPF(), ExitValue))
+    return;
 
-  Value *OrigCond = BI->getCondition();
-  // It's tempting to use replaceAllUsesWith here to fully replace the old
-  // comparison, but that's not immediately safe, since users of the old
-  // comparison may not be dominated by the new comparison. Instead, just
-  // update the branch to use the new comparison; in the common case this
-  // will make old comparison dead.
-  BI->setCondition(Cond);
-  DeadInsts.push_back(OrigCond);
+  // Find new predicate for integer comparison.
+  CmpInst::Predicate NewPred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
+  switch (Compare->getPredicate()) {
+  default: return;  // Unknown comparison.
+  case CmpInst::FCMP_OEQ:
+  case CmpInst::FCMP_UEQ: NewPred = CmpInst::ICMP_EQ; break;
+  case CmpInst::FCMP_ONE:
+  case CmpInst::FCMP_UNE: NewPred = CmpInst::ICMP_NE; break;
+  case CmpInst::FCMP_OGT:
+  case CmpInst::FCMP_UGT: NewPred = CmpInst::ICMP_SGT; break;
+  case CmpInst::FCMP_OGE:
+  case CmpInst::FCMP_UGE: NewPred = CmpInst::ICMP_SGE; break;
+  case CmpInst::FCMP_OLT:
+  case CmpInst::FCMP_ULT: NewPred = CmpInst::ICMP_SLT; break;
+  case CmpInst::FCMP_OLE:
+  case CmpInst::FCMP_ULE: NewPred = CmpInst::ICMP_SLE; break;
+  }
 
-  ++NumLFTR;
-  Changed = true;
-  return Cond;
-}
+  // We convert the floating point induction variable to a signed i32 value if
+  // we can.  This is only safe if the comparison will not overflow in a way
+  // that won't be trapped by the integer equivalent operations.  Check for this
+  // now.
+  // TODO: We could use i64 if it is native and the range requires it.
 
-/// RewriteLoopExitValues - Check to see if this loop has a computable
-/// loop-invariant execution count.  If so, this means that we can compute the
-/// final value of any expressions that are recurrent in the loop, and
-/// substitute the exit values from the loop into any instructions outside of
-/// the loop that use the final values of the current expressions.
-///
-/// This is mostly redundant with the regular IndVarSimplify activities that
-/// happen later, except that it's more powerful in some cases, because it's
-/// able to brute-force evaluate arbitrary instructions as long as they have
-/// constant operands at the beginning of the loop.
-void IndVarSimplify::RewriteLoopExitValues(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter) {
-  // Verify the input to the pass in already in LCSSA form.
-  assert(L->isLCSSAForm(*DT));
+  // The start/stride/exit values must all fit in signed i32.
+  if (!isInt<32>(InitValue) || !isInt<32>(IncValue) || !isInt<32>(ExitValue))
+    return;
 
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
-  L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+  // If not actually striding (add x, 0.0), avoid touching the code.
+  if (IncValue == 0)
+    return;
 
-  // Find all values that are computed inside the loop, but used outside of it.
-  // Because of LCSSA, these values will only occur in LCSSA PHI Nodes.  Scan
-  // the exit blocks of the loop to find them.
-  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
-    BasicBlock *ExitBB = ExitBlocks[i];
+  // Positive and negative strides have different safety conditions.
+  if (IncValue > 0) {
+    // If we have a positive stride, we require the init to be less than the
+    // exit value.
+    if (InitValue >= ExitValue)
+      return;
 
-    // If there are no PHI nodes in this exit block, then no values defined
-    // inside the loop are used on this path, skip it.
-    PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(ExitBB->begin());
-    if (!PN) continue;
+    uint32_t Range = uint32_t(ExitValue-InitValue);
+    // Check for infinite loop, either:
+    // while (i <= Exit) or until (i > Exit)
+    if (NewPred == CmpInst::ICMP_SLE || NewPred == CmpInst::ICMP_SGT) {
+      if (++Range == 0) return;  // Range overflows.
+    }
 
-    unsigned NumPreds = PN->getNumIncomingValues();
+    unsigned Leftover = Range % uint32_t(IncValue);
 
-    // Iterate over all of the PHI nodes.
-    BasicBlock::iterator BBI = ExitBB->begin();
-    while ((PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++))) {
-      if (PN->use_empty())
-        continue; // dead use, don't replace it
+    // If this is an equality comparison, we require that the strided value
+    // exactly land on the exit value, otherwise the IV condition will wrap
+    // around and do things the fp IV wouldn't.
+    if ((NewPred == CmpInst::ICMP_EQ || NewPred == CmpInst::ICMP_NE) &&
+        Leftover != 0)
+      return;
 
-      // SCEV only supports integer expressions for now.
-      if (!PN->getType()->isIntegerTy() && !PN->getType()->isPointerTy())
+    // If the stride would wrap around the i32 before exiting, we can't
+    // transform the IV.
+    if (Leftover != 0 && int32_t(ExitValue+IncValue) < ExitValue)
+      return;
+
+  } else {
+    // If we have a negative stride, we require the init to be greater than the
+    // exit value.
+    if (InitValue <= ExitValue)
+      return;
+
+    uint32_t Range = uint32_t(InitValue-ExitValue);
+    // Check for infinite loop, either:
+    // while (i >= Exit) or until (i < Exit)
+    if (NewPred == CmpInst::ICMP_SGE || NewPred == CmpInst::ICMP_SLT) {
+      if (++Range == 0) return;  // Range overflows.
+    }
+
+    unsigned Leftover = Range % uint32_t(-IncValue);
+
+    // If this is an equality comparison, we require that the strided value
+    // exactly land on the exit value, otherwise the IV condition will wrap
+    // around and do things the fp IV wouldn't.
+    if ((NewPred == CmpInst::ICMP_EQ || NewPred == CmpInst::ICMP_NE) &&
+        Leftover != 0)
+      return;
+
+    // If the stride would wrap around the i32 before exiting, we can't
+    // transform the IV.
+    if (Leftover != 0 && int32_t(ExitValue+IncValue) > ExitValue)
+      return;
+  }
+
+  IntegerType *Int32Ty = Type::getInt32Ty(PN->getContext());
+
+  // Insert new integer induction variable.
+  PHINode *NewPHI = PHINode::Create(Int32Ty, 2, PN->getName()+".int", PN);
+  NewPHI->addIncoming(ConstantInt::get(Int32Ty, InitValue),
+                      PN->getIncomingBlock(IncomingEdge));
+
+  Value *NewAdd =
+    BinaryOperator::CreateAdd(NewPHI, ConstantInt::get(Int32Ty, IncValue),
+                              Incr->getName()+".int", Incr);
+  NewPHI->addIncoming(NewAdd, PN->getIncomingBlock(BackEdge));
+
+  ICmpInst *NewCompare = new ICmpInst(TheBr, NewPred, NewAdd,
+                                      ConstantInt::get(Int32Ty, ExitValue),
+                                      Compare->getName());
+
+  // In the following deletions, PN may become dead and may be deleted.
+  // Use a WeakVH to observe whether this happens.
+  WeakVH WeakPH = PN;
+
+  // Delete the old floating point exit comparison.  The branch starts using the
+  // new comparison.
+  NewCompare->takeName(Compare);
+  Compare->replaceAllUsesWith(NewCompare);
+  RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Compare);
+
+  // Delete the old floating point increment.
+  Incr->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(Incr->getType()));
+  RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Incr);
+
+  // If the FP induction variable still has uses, this is because something else
+  // in the loop uses its value.  In order to canonicalize the induction
+  // variable, we chose to eliminate the IV and rewrite it in terms of an
+  // int->fp cast.
+  //
+  // We give preference to sitofp over uitofp because it is faster on most
+  // platforms.
+  if (WeakPH) {
+    Value *Conv = new SIToFPInst(NewPHI, PN->getType(), "indvar.conv",
+                                 PN->getParent()->getFirstInsertionPt());
+    PN->replaceAllUsesWith(Conv);
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(PN);
+  }
+
+  // Add a new IVUsers entry for the newly-created integer PHI.
+  if (IU)
+    IU->AddUsersIfInteresting(NewPHI);
+
+  Changed = true;
+}
+
+void IndVarSimplify::RewriteNonIntegerIVs(Loop *L) {
+  // First step.  Check to see if there are any floating-point recurrences.
+  // If there are, change them into integer recurrences, permitting analysis by
+  // the SCEV routines.
+  //
+  BasicBlock *Header = L->getHeader();
+
+  SmallVector<WeakVH, 8> PHIs;
+  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin();
+       PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
+    PHIs.push_back(PN);
+
+  for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i)
+    if (PHINode *PN = dyn_cast_or_null<PHINode>(&*PHIs[i]))
+      HandleFloatingPointIV(L, PN);
+
+  // If the loop previously had floating-point IV, ScalarEvolution
+  // may not have been able to compute a trip count. Now that we've done some
+  // re-writing, the trip count may be computable.
+  if (Changed)
+    SE->forgetLoop(L);
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// RewriteLoopExitValues - Optimize IV users outside the loop.
+// As a side effect, reduces the amount of IV processing within the loop.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+/// RewriteLoopExitValues - Check to see if this loop has a computable
+/// loop-invariant execution count.  If so, this means that we can compute the
+/// final value of any expressions that are recurrent in the loop, and
+/// substitute the exit values from the loop into any instructions outside of
+/// the loop that use the final values of the current expressions.
+///
+/// This is mostly redundant with the regular IndVarSimplify activities that
+/// happen later, except that it's more powerful in some cases, because it's
+/// able to brute-force evaluate arbitrary instructions as long as they have
+/// constant operands at the beginning of the loop.
+void IndVarSimplify::RewriteLoopExitValues(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter) {
+  // Verify the input to the pass in already in LCSSA form.
+  assert(L->isLCSSAForm(*DT));
+
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+  L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+
+  // Find all values that are computed inside the loop, but used outside of it.
+  // Because of LCSSA, these values will only occur in LCSSA PHI Nodes.  Scan
+  // the exit blocks of the loop to find them.
+  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
+    BasicBlock *ExitBB = ExitBlocks[i];
+
+    // If there are no PHI nodes in this exit block, then no values defined
+    // inside the loop are used on this path, skip it.
+    PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(ExitBB->begin());
+    if (!PN) continue;
+
+    unsigned NumPreds = PN->getNumIncomingValues();
+
+    // Iterate over all of the PHI nodes.
+    BasicBlock::iterator BBI = ExitBB->begin();
+    while ((PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++))) {
+      if (PN->use_empty())
+        continue; // dead use, don't replace it
+
+      // SCEV only supports integer expressions for now.
+      if (!PN->getType()->isIntegerTy() && !PN->getType()->isPointerTy())
         continue;
 
       // It's necessary to tell ScalarEvolution about this explicitly so that
@@ -477,126 +597,230 @@ void IndVarSimplify::RewriteLoopExitValues(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter) {
   Rewriter.clearInsertPoint();
 }
 
-void IndVarSimplify::RewriteNonIntegerIVs(Loop *L) {
-  // First step.  Check to see if there are any floating-point recurrences.
-  // If there are, change them into integer recurrences, permitting analysis by
-  // the SCEV routines.
-  //
-  BasicBlock *Header = L->getHeader();
-
-  SmallVector<WeakVH, 8> PHIs;
-  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin();
-       PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
-    PHIs.push_back(PN);
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  Rewrite IV users based on a canonical IV.
+//  Only for use with -enable-iv-rewrite.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
-  for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i)
-    if (PHINode *PN = dyn_cast_or_null<PHINode>(&*PHIs[i]))
-      HandleFloatingPointIV(L, PN);
+/// FIXME: It is an extremely bad idea to indvar substitute anything more
+/// complex than affine induction variables.  Doing so will put expensive
+/// polynomial evaluations inside of the loop, and the str reduction pass
+/// currently can only reduce affine polynomials.  For now just disable
+/// indvar subst on anything more complex than an affine addrec, unless
+/// it can be expanded to a trivial value.
+static bool isSafe(const SCEV *S, const Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
+  // Loop-invariant values are safe.
+  if (SE->isLoopInvariant(S, L)) return true;
 
-  // If the loop previously had floating-point IV, ScalarEvolution
-  // may not have been able to compute a trip count. Now that we've done some
-  // re-writing, the trip count may be computable.
-  if (Changed)
-    SE->forgetLoop(L);
-}
+  // Affine addrecs are safe. Non-affine are not, because LSR doesn't know how
+  // to transform them into efficient code.
+  if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S))
+    return AR->isAffine();
 
-/// SimplifyIVUsers - Iteratively perform simplification on IVUsers within this
-/// loop. IVUsers is treated as a worklist. Each successive simplification may
-/// push more users which may themselves be candidates for simplification.
-///
-/// This is the old approach to IV simplification to be replaced by
-/// SimplifyIVUsersNoRewrite.
-///
-void IndVarSimplify::SimplifyIVUsers(SCEVExpander &Rewriter) {
-  // Each round of simplification involves a round of eliminating operations
-  // followed by a round of widening IVs. A single IVUsers worklist is used
-  // across all rounds. The inner loop advances the user. If widening exposes
-  // more uses, then another pass through the outer loop is triggered.
-  for (IVUsers::iterator I = IU->begin(); I != IU->end(); ++I) {
-    Instruction *UseInst = I->getUser();
-    Value *IVOperand = I->getOperandValToReplace();
-
-    if (ICmpInst *ICmp = dyn_cast<ICmpInst>(UseInst)) {
-      EliminateIVComparison(ICmp, IVOperand);
-      continue;
-    }
-    if (BinaryOperator *Rem = dyn_cast<BinaryOperator>(UseInst)) {
-      bool IsSigned = Rem->getOpcode() == Instruction::SRem;
-      if (IsSigned || Rem->getOpcode() == Instruction::URem) {
-        EliminateIVRemainder(Rem, IVOperand, IsSigned, I->getPhi());
-        continue;
-      }
-    }
+  // An add is safe it all its operands are safe.
+  if (const SCEVCommutativeExpr *Commutative
+      = dyn_cast<SCEVCommutativeExpr>(S)) {
+    for (SCEVCommutativeExpr::op_iterator I = Commutative->op_begin(),
+         E = Commutative->op_end(); I != E; ++I)
+      if (!isSafe(*I, L, SE)) return false;
+    return true;
   }
-}
-
-namespace {
-  // Collect information about induction variables that are used by sign/zero
-  // extend operations. This information is recorded by CollectExtend and
-  // provides the input to WidenIV.
-  struct WideIVInfo {
-    const Type *WidestNativeType; // Widest integer type created [sz]ext
-    bool IsSigned;                // Was an sext user seen before a zext?
 
-    WideIVInfo() : WidestNativeType(0), IsSigned(false) {}
-  };
-}
-
-/// CollectExtend - Update information about the induction variable that is
-/// extended by this sign or zero extend operation. This is used to determine
-/// the final width of the IV before actually widening it.
-static void CollectExtend(CastInst *Cast, bool IsSigned, WideIVInfo &WI,
-                          ScalarEvolution *SE, const TargetData *TD) {
-  const Type *Ty = Cast->getType();
-  uint64_t Width = SE->getTypeSizeInBits(Ty);
-  if (TD && !TD->isLegalInteger(Width))
-    return;
+  // A cast is safe if its operand is.
+  if (const SCEVCastExpr *C = dyn_cast<SCEVCastExpr>(S))
+    return isSafe(C->getOperand(), L, SE);
 
-  if (!WI.WidestNativeType) {
-    WI.WidestNativeType = SE->getEffectiveSCEVType(Ty);
-    WI.IsSigned = IsSigned;
-    return;
-  }
+  // A udiv is safe if its operands are.
+  if (const SCEVUDivExpr *UD = dyn_cast<SCEVUDivExpr>(S))
+    return isSafe(UD->getLHS(), L, SE) &&
+           isSafe(UD->getRHS(), L, SE);
 
-  // We extend the IV to satisfy the sign of its first user, arbitrarily.
-  if (WI.IsSigned != IsSigned)
-    return;
+  // SCEVUnknown is always safe.
+  if (isa<SCEVUnknown>(S))
+    return true;
 
-  if (Width > SE->getTypeSizeInBits(WI.WidestNativeType))
-    WI.WidestNativeType = SE->getEffectiveSCEVType(Ty);
+  // Nothing else is safe.
+  return false;
 }
 
-namespace {
-/// WidenIV - The goal of this transform is to remove sign and zero extends
-/// without creating any new induction variables. To do this, it creates a new
-/// phi of the wider type and redirects all users, either removing extends or
-/// inserting truncs whenever we stop propagating the type.
-///
-class WidenIV {
-  // Parameters
-  PHINode *OrigPhi;
-  const Type *WideType;
-  bool IsSigned;
-
-  // Context
-  LoopInfo        *LI;
-  Loop            *L;
-  ScalarEvolution *SE;
-  DominatorTree   *DT;
-
-  // Result
-  PHINode *WidePhi;
-  Instruction *WideInc;
-  const SCEV *WideIncExpr;
-  SmallVectorImpl<WeakVH> &DeadInsts;
+void IndVarSimplify::RewriteIVExpressions(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter) {
+  // Rewrite all induction variable expressions in terms of the canonical
+  // induction variable.
+  //
+  // If there were induction variables of other sizes or offsets, manually
+  // add the offsets to the primary induction variable and cast, avoiding
+  // the need for the code evaluation methods to insert induction variables
+  // of different sizes.
+  for (IVUsers::iterator UI = IU->begin(), E = IU->end(); UI != E; ++UI) {
+    Value *Op = UI->getOperandValToReplace();
+    Type *UseTy = Op->getType();
+    Instruction *User = UI->getUser();
 
-  SmallPtrSet<Instruction*,16> Widened;
+    // Compute the final addrec to expand into code.
+    const SCEV *AR = IU->getReplacementExpr(*UI);
 
-public:
-  WidenIV(PHINode *PN, const WideIVInfo &WI, LoopInfo *LInfo,
-          ScalarEvolution *SEv, DominatorTree *DTree,
+    // Evaluate the expression out of the loop, if possible.
+    if (!L->contains(UI->getUser())) {
+      const SCEV *ExitVal = SE->getSCEVAtScope(AR, L->getParentLoop());
+      if (SE->isLoopInvariant(ExitVal, L))
+        AR = ExitVal;
+    }
+
+    // FIXME: It is an extremely bad idea to indvar substitute anything more
+    // complex than affine induction variables.  Doing so will put expensive
+    // polynomial evaluations inside of the loop, and the str reduction pass
+    // currently can only reduce affine polynomials.  For now just disable
+    // indvar subst on anything more complex than an affine addrec, unless
+    // it can be expanded to a trivial value.
+    if (!isSafe(AR, L, SE))
+      continue;
+
+    // Determine the insertion point for this user. By default, insert
+    // immediately before the user. The SCEVExpander class will automatically
+    // hoist loop invariants out of the loop. For PHI nodes, there may be
+    // multiple uses, so compute the nearest common dominator for the
+    // incoming blocks.
+    Instruction *InsertPt = getInsertPointForUses(User, Op, DT);
+
+    // Now expand it into actual Instructions and patch it into place.
+    Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(AR, UseTy, InsertPt);
+
+    DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Rewrote IV '" << *AR << "' " << *Op << '\n'
+                 << "   into = " << *NewVal << "\n");
+
+    if (!isValidRewrite(Op, NewVal)) {
+      DeadInsts.push_back(NewVal);
+      continue;
+    }
+    // Inform ScalarEvolution that this value is changing. The change doesn't
+    // affect its value, but it does potentially affect which use lists the
+    // value will be on after the replacement, which affects ScalarEvolution's
+    // ability to walk use lists and drop dangling pointers when a value is
+    // deleted.
+    SE->forgetValue(User);
+
+    // Patch the new value into place.
+    if (Op->hasName())
+      NewVal->takeName(Op);
+    if (Instruction *NewValI = dyn_cast<Instruction>(NewVal))
+      NewValI->setDebugLoc(User->getDebugLoc());
+    User->replaceUsesOfWith(Op, NewVal);
+    UI->setOperandValToReplace(NewVal);
+
+    ++NumRemoved;
+    Changed = true;
+
+    // The old value may be dead now.
+    DeadInsts.push_back(Op);
+  }
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  IV Widening - Extend the width of an IV to cover its widest uses.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+  // Collect information about induction variables that are used by sign/zero
+  // extend operations. This information is recorded by CollectExtend and
+  // provides the input to WidenIV.
+  struct WideIVInfo {
+    PHINode *NarrowIV;
+    Type *WidestNativeType; // Widest integer type created [sz]ext
+    bool IsSigned;          // Was an sext user seen before a zext?
+
+    WideIVInfo() : NarrowIV(0), WidestNativeType(0), IsSigned(false) {}
+  };
+
+  class WideIVVisitor : public IVVisitor {
+    ScalarEvolution *SE;
+    const TargetData *TD;
+
+  public:
+    WideIVInfo WI;
+
+    WideIVVisitor(PHINode *NarrowIV, ScalarEvolution *SCEV,
+                  const TargetData *TData) :
+      SE(SCEV), TD(TData) { WI.NarrowIV = NarrowIV; }
+
+    // Implement the interface used by simplifyUsersOfIV.
+    virtual void visitCast(CastInst *Cast);
+  };
+}
+
+/// visitCast - Update information about the induction variable that is
+/// extended by this sign or zero extend operation. This is used to determine
+/// the final width of the IV before actually widening it.
+void WideIVVisitor::visitCast(CastInst *Cast) {
+  bool IsSigned = Cast->getOpcode() == Instruction::SExt;
+  if (!IsSigned && Cast->getOpcode() != Instruction::ZExt)
+    return;
+
+  Type *Ty = Cast->getType();
+  uint64_t Width = SE->getTypeSizeInBits(Ty);
+  if (TD && !TD->isLegalInteger(Width))
+    return;
+
+  if (!WI.WidestNativeType) {
+    WI.WidestNativeType = SE->getEffectiveSCEVType(Ty);
+    WI.IsSigned = IsSigned;
+    return;
+  }
+
+  // We extend the IV to satisfy the sign of its first user, arbitrarily.
+  if (WI.IsSigned != IsSigned)
+    return;
+
+  if (Width > SE->getTypeSizeInBits(WI.WidestNativeType))
+    WI.WidestNativeType = SE->getEffectiveSCEVType(Ty);
+}
+
+namespace {
+
+/// NarrowIVDefUse - Record a link in the Narrow IV def-use chain along with the
+/// WideIV that computes the same value as the Narrow IV def.  This avoids
+/// caching Use* pointers.
+struct NarrowIVDefUse {
+  Instruction *NarrowDef;
+  Instruction *NarrowUse;
+  Instruction *WideDef;
+
+  NarrowIVDefUse(): NarrowDef(0), NarrowUse(0), WideDef(0) {}
+
+  NarrowIVDefUse(Instruction *ND, Instruction *NU, Instruction *WD):
+    NarrowDef(ND), NarrowUse(NU), WideDef(WD) {}
+};
+
+/// WidenIV - The goal of this transform is to remove sign and zero extends
+/// without creating any new induction variables. To do this, it creates a new
+/// phi of the wider type and redirects all users, either removing extends or
+/// inserting truncs whenever we stop propagating the type.
+///
+class WidenIV {
+  // Parameters
+  PHINode *OrigPhi;
+  Type *WideType;
+  bool IsSigned;
+
+  // Context
+  LoopInfo        *LI;
+  Loop            *L;
+  ScalarEvolution *SE;
+  DominatorTree   *DT;
+
+  // Result
+  PHINode *WidePhi;
+  Instruction *WideInc;
+  const SCEV *WideIncExpr;
+  SmallVectorImpl<WeakVH> &DeadInsts;
+
+  SmallPtrSet<Instruction*,16> Widened;
+  SmallVector<NarrowIVDefUse, 8> NarrowIVUsers;
+
+public:
+  WidenIV(const WideIVInfo &WI, LoopInfo *LInfo,
+          ScalarEvolution *SEv, DominatorTree *DTree,
           SmallVectorImpl<WeakVH> &DI) :
-    OrigPhi(PN),
+    OrigPhi(WI.NarrowIV),
     WideType(WI.WidestNativeType),
     IsSigned(WI.IsSigned),
     LI(LInfo),
@@ -613,20 +837,42 @@ public:
   PHINode *CreateWideIV(SCEVExpander &Rewriter);
 
 protected:
-  Instruction *CloneIVUser(Instruction *NarrowUse,
-                           Instruction *NarrowDef,
-                           Instruction *WideDef);
+  Value *getExtend(Value *NarrowOper, Type *WideType, bool IsSigned,
+                   Instruction *Use);
+
+  Instruction *CloneIVUser(NarrowIVDefUse DU);
 
   const SCEVAddRecExpr *GetWideRecurrence(Instruction *NarrowUse);
 
-  Instruction *WidenIVUse(Instruction *NarrowUse,
-                          Instruction *NarrowDef,
-                          Instruction *WideDef);
+  const SCEVAddRecExpr* GetExtendedOperandRecurrence(NarrowIVDefUse DU);
+
+  Instruction *WidenIVUse(NarrowIVDefUse DU);
+
+  void pushNarrowIVUsers(Instruction *NarrowDef, Instruction *WideDef);
 };
 } // anonymous namespace
 
-static Value *getExtend( Value *NarrowOper, const Type *WideType,
-                               bool IsSigned, IRBuilder<> &Builder) {
+/// isLoopInvariant - Perform a quick domtree based check for loop invariance
+/// assuming that V is used within the loop. LoopInfo::isLoopInvariant() seems
+/// gratuitous for this purpose.
+static bool isLoopInvariant(Value *V, const Loop *L, const DominatorTree *DT) {
+  Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!Inst)
+    return true;
+
+  return DT->properlyDominates(Inst->getParent(), L->getHeader());
+}
+
+Value *WidenIV::getExtend(Value *NarrowOper, Type *WideType, bool IsSigned,
+                          Instruction *Use) {
+  // Set the debug location and conservative insertion point.
+  IRBuilder<> Builder(Use);
+  // Hoist the insertion point into loop preheaders as far as possible.
+  for (const Loop *L = LI->getLoopFor(Use->getParent());
+       L && L->getLoopPreheader() && isLoopInvariant(NarrowOper, L, DT);
+       L = L->getParentLoop())
+    Builder.SetInsertPoint(L->getLoopPreheader()->getTerminator());
+
   return IsSigned ? Builder.CreateSExt(NarrowOper, WideType) :
                     Builder.CreateZExt(NarrowOper, WideType);
 }
@@ -634,10 +880,8 @@ static Value *getExtend( Value *NarrowOper, const Type *WideType,
 /// CloneIVUser - Instantiate a wide operation to replace a narrow
 /// operation. This only needs to handle operations that can evaluation to
 /// SCEVAddRec. It can safely return 0 for any operation we decide not to clone.
-Instruction *WidenIV::CloneIVUser(Instruction *NarrowUse,
-                                  Instruction *NarrowDef,
-                                  Instruction *WideDef) {
-  unsigned Opcode = NarrowUse->getOpcode();
+Instruction *WidenIV::CloneIVUser(NarrowIVDefUse DU) {
+  unsigned Opcode = DU.NarrowUse->getOpcode();
   switch (Opcode) {
   default:
     return 0;
@@ -651,128 +895,135 @@ Instruction *WidenIV::CloneIVUser(Instruction *NarrowUse,
   case Instruction::Shl:
   case Instruction::LShr:
   case Instruction::AShr:
-    DEBUG(dbgs() << "Cloning IVUser: " << *NarrowUse << "\n");
-
-    IRBuilder<> Builder(NarrowUse);
+    DEBUG(dbgs() << "Cloning IVUser: " << *DU.NarrowUse << "\n");
 
     // Replace NarrowDef operands with WideDef. Otherwise, we don't know
     // anything about the narrow operand yet so must insert a [sz]ext. It is
     // probably loop invariant and will be folded or hoisted. If it actually
     // comes from a widened IV, it should be removed during a future call to
     // WidenIVUse.
-    Value *LHS = (NarrowUse->getOperand(0) == NarrowDef) ? WideDef :
-      getExtend(NarrowUse->getOperand(0), WideType, IsSigned, Builder);
-    Value *RHS = (NarrowUse->getOperand(1) == NarrowDef) ? WideDef :
-      getExtend(NarrowUse->getOperand(1), WideType, IsSigned, Builder);
+    Value *LHS = (DU.NarrowUse->getOperand(0) == DU.NarrowDef) ? DU.WideDef :
+      getExtend(DU.NarrowUse->getOperand(0), WideType, IsSigned, DU.NarrowUse);
+    Value *RHS = (DU.NarrowUse->getOperand(1) == DU.NarrowDef) ? DU.WideDef :
+      getExtend(DU.NarrowUse->getOperand(1), WideType, IsSigned, DU.NarrowUse);
 
-    BinaryOperator *NarrowBO = cast<BinaryOperator>(NarrowUse);
+    BinaryOperator *NarrowBO = cast<BinaryOperator>(DU.NarrowUse);
     BinaryOperator *WideBO = BinaryOperator::Create(NarrowBO->getOpcode(),
                                                     LHS, RHS,
                                                     NarrowBO->getName());
+    IRBuilder<> Builder(DU.NarrowUse);
     Builder.Insert(WideBO);
-    if (NarrowBO->hasNoUnsignedWrap()) WideBO->setHasNoUnsignedWrap();
-    if (NarrowBO->hasNoSignedWrap()) WideBO->setHasNoSignedWrap();
-
+    if (const OverflowingBinaryOperator *OBO =
+        dyn_cast<OverflowingBinaryOperator>(NarrowBO)) {
+      if (OBO->hasNoUnsignedWrap()) WideBO->setHasNoUnsignedWrap();
+      if (OBO->hasNoSignedWrap()) WideBO->setHasNoSignedWrap();
+    }
     return WideBO;
   }
   llvm_unreachable(0);
 }
 
-// GetWideRecurrence - Is this instruction potentially interesting from IVUsers'
-// perspective after widening it's type? In other words, can the extend be
-// safely hoisted out of the loop with SCEV reducing the value to a recurrence
-// on the same loop. If so, return the sign or zero extended
-// recurrence. Otherwise return NULL.
+/// No-wrap operations can transfer sign extension of their result to their
+/// operands. Generate the SCEV value for the widened operation without
+/// actually modifying the IR yet. If the expression after extending the
+/// operands is an AddRec for this loop, return it.
+const SCEVAddRecExpr* WidenIV::GetExtendedOperandRecurrence(NarrowIVDefUse DU) {
+  // Handle the common case of add<nsw/nuw>
+  if (DU.NarrowUse->getOpcode() != Instruction::Add)
+    return 0;
+
+  // One operand (NarrowDef) has already been extended to WideDef. Now determine
+  // if extending the other will lead to a recurrence.
+  unsigned ExtendOperIdx = DU.NarrowUse->getOperand(0) == DU.NarrowDef ? 1 : 0;
+  assert(DU.NarrowUse->getOperand(1-ExtendOperIdx) == DU.NarrowDef && "bad DU");
+
+  const SCEV *ExtendOperExpr = 0;
+  const OverflowingBinaryOperator *OBO =
+    cast<OverflowingBinaryOperator>(DU.NarrowUse);
+  if (IsSigned && OBO->hasNoSignedWrap())
+    ExtendOperExpr = SE->getSignExtendExpr(
+      SE->getSCEV(DU.NarrowUse->getOperand(ExtendOperIdx)), WideType);
+  else if(!IsSigned && OBO->hasNoUnsignedWrap())
+    ExtendOperExpr = SE->getZeroExtendExpr(
+      SE->getSCEV(DU.NarrowUse->getOperand(ExtendOperIdx)), WideType);
+  else
+    return 0;
+
+  // When creating this AddExpr, don't apply the current operations NSW or NUW
+  // flags. This instruction may be guarded by control flow that the no-wrap
+  // behavior depends on. Non-control-equivalent instructions can be mapped to
+  // the same SCEV expression, and it would be incorrect to transfer NSW/NUW
+  // semantics to those operations.
+  const SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(
+    SE->getAddExpr(SE->getSCEV(DU.WideDef), ExtendOperExpr));
+
+  if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L)
+    return 0;
+  return AddRec;
+}
+
+/// GetWideRecurrence - Is this instruction potentially interesting from
+/// IVUsers' perspective after widening it's type? In other words, can the
+/// extend be safely hoisted out of the loop with SCEV reducing the value to a
+/// recurrence on the same loop. If so, return the sign or zero extended
+/// recurrence. Otherwise return NULL.
 const SCEVAddRecExpr *WidenIV::GetWideRecurrence(Instruction *NarrowUse) {
   if (!SE->isSCEVable(NarrowUse->getType()))
     return 0;
 
   const SCEV *NarrowExpr = SE->getSCEV(NarrowUse);
+  if (SE->getTypeSizeInBits(NarrowExpr->getType())
+      >= SE->getTypeSizeInBits(WideType)) {
+    // NarrowUse implicitly widens its operand. e.g. a gep with a narrow
+    // index. So don't follow this use.
+    return 0;
+  }
+
   const SCEV *WideExpr = IsSigned ?
     SE->getSignExtendExpr(NarrowExpr, WideType) :
     SE->getZeroExtendExpr(NarrowExpr, WideType);
   const SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(WideExpr);
   if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L)
     return 0;
-
   return AddRec;
 }
 
-/// HoistStep - Attempt to hoist an IV increment above a potential use.
-///
-/// To successfully hoist, two criteria must be met:
-/// - IncV operands dominate InsertPos and
-/// - InsertPos dominates IncV
-///
-/// Meeting the second condition means that we don't need to check all of IncV's
-/// existing uses (it's moving up in the domtree).
-///
-/// This does not yet recursively hoist the operands, although that would
-/// not be difficult.
-static bool HoistStep(Instruction *IncV, Instruction *InsertPos,
-                      const DominatorTree *DT)
-{
-  if (DT->dominates(IncV, InsertPos))
-    return true;
-
-  if (!DT->dominates(InsertPos->getParent(), IncV->getParent()))
-    return false;
-
-  if (IncV->mayHaveSideEffects())
-    return false;
-
-  // Attempt to hoist IncV
-  for (User::op_iterator OI = IncV->op_begin(), OE = IncV->op_end();
-       OI != OE; ++OI) {
-    Instruction *OInst = dyn_cast<Instruction>(OI);
-    if (OInst && !DT->dominates(OInst, InsertPos))
-      return false;
-  }
-  IncV->moveBefore(InsertPos);
-  return true;
-}
-
 /// WidenIVUse - Determine whether an individual user of the narrow IV can be
 /// widened. If so, return the wide clone of the user.
-Instruction *WidenIV::WidenIVUse(Instruction *NarrowUse,
-                                 Instruction *NarrowDef,
-                                 Instruction *WideDef) {
-  // To be consistent with IVUsers, stop traversing the def-use chain at
-  // inner-loop phis or post-loop phis.
-  if (isa<PHINode>(NarrowUse) && LI->getLoopFor(NarrowUse->getParent()) != L)
-    return 0;
+Instruction *WidenIV::WidenIVUse(NarrowIVDefUse DU) {
 
-  // Handle data flow merges and bizarre phi cycles.
-  if (!Widened.insert(NarrowUse))
+  // Stop traversing the def-use chain at inner-loop phis or post-loop phis.
+  if (isa<PHINode>(DU.NarrowUse) &&
+      LI->getLoopFor(DU.NarrowUse->getParent()) != L)
     return 0;
 
   // Our raison d'etre! Eliminate sign and zero extension.
-  if (IsSigned ? isa<SExtInst>(NarrowUse) : isa<ZExtInst>(NarrowUse)) {
-    Value *NewDef = WideDef;
-    if (NarrowUse->getType() != WideType) {
-      unsigned CastWidth = SE->getTypeSizeInBits(NarrowUse->getType());
+  if (IsSigned ? isa<SExtInst>(DU.NarrowUse) : isa<ZExtInst>(DU.NarrowUse)) {
+    Value *NewDef = DU.WideDef;
+    if (DU.NarrowUse->getType() != WideType) {
+      unsigned CastWidth = SE->getTypeSizeInBits(DU.NarrowUse->getType());
       unsigned IVWidth = SE->getTypeSizeInBits(WideType);
       if (CastWidth < IVWidth) {
         // The cast isn't as wide as the IV, so insert a Trunc.
-        IRBuilder<> Builder(NarrowUse);
-        NewDef = Builder.CreateTrunc(WideDef, NarrowUse->getType());
+        IRBuilder<> Builder(DU.NarrowUse);
+        NewDef = Builder.CreateTrunc(DU.WideDef, DU.NarrowUse->getType());
       }
       else {
         // A wider extend was hidden behind a narrower one. This may induce
         // another round of IV widening in which the intermediate IV becomes
         // dead. It should be very rare.
         DEBUG(dbgs() << "INDVARS: New IV " << *WidePhi
-              << " not wide enough to subsume " << *NarrowUse << "\n");
-        NarrowUse->replaceUsesOfWith(NarrowDef, WideDef);
-        NewDef = NarrowUse;
+              << " not wide enough to subsume " << *DU.NarrowUse << "\n");
+        DU.NarrowUse->replaceUsesOfWith(DU.NarrowDef, DU.WideDef);
+        NewDef = DU.NarrowUse;
       }
     }
-    if (NewDef != NarrowUse) {
-      DEBUG(dbgs() << "INDVARS: eliminating " << *NarrowUse
-            << " replaced by " << *WideDef << "\n");
+    if (NewDef != DU.NarrowUse) {
+      DEBUG(dbgs() << "INDVARS: eliminating " << *DU.NarrowUse
+            << " replaced by " << *DU.WideDef << "\n");
       ++NumElimExt;
-      NarrowUse->replaceAllUsesWith(NewDef);
-      DeadInsts.push_back(NarrowUse);
+      DU.NarrowUse->replaceAllUsesWith(NewDef);
+      DeadInsts.push_back(DU.NarrowUse);
     }
     // Now that the extend is gone, we want to expose it's uses for potential
     // further simplification. We don't need to directly inform SimplifyIVUsers
@@ -783,29 +1034,39 @@ Instruction *WidenIV::WidenIVUse(Instruction *NarrowUse,
     // No further widening is needed. The deceased [sz]ext had done it for us.
     return 0;
   }
-  const SCEVAddRecExpr *WideAddRec = GetWideRecurrence(NarrowUse);
+
+  // Does this user itself evaluate to a recurrence after widening?
+  const SCEVAddRecExpr *WideAddRec = GetWideRecurrence(DU.NarrowUse);
+  if (!WideAddRec) {
+      WideAddRec = GetExtendedOperandRecurrence(DU);
+  }
   if (!WideAddRec) {
     // This user does not evaluate to a recurence after widening, so don't
     // follow it. Instead insert a Trunc to kill off the original use,
     // eventually isolating the original narrow IV so it can be removed.
-    IRBuilder<> Builder(NarrowUse);
-    Value *Trunc = Builder.CreateTrunc(WideDef, NarrowDef->getType());
-    NarrowUse->replaceUsesOfWith(NarrowDef, Trunc);
+    IRBuilder<> Builder(getInsertPointForUses(DU.NarrowUse, DU.NarrowDef, DT));
+    Value *Trunc = Builder.CreateTrunc(DU.WideDef, DU.NarrowDef->getType());
+    DU.NarrowUse->replaceUsesOfWith(DU.NarrowDef, Trunc);
     return 0;
   }
+  // Assume block terminators cannot evaluate to a recurrence. We can't to
+  // insert a Trunc after a terminator if there happens to be a critical edge.
+  assert(DU.NarrowUse != DU.NarrowUse->getParent()->getTerminator() &&
+         "SCEV is not expected to evaluate a block terminator");
+
   // Reuse the IV increment that SCEVExpander created as long as it dominates
   // NarrowUse.
   Instruction *WideUse = 0;
-  if (WideAddRec == WideIncExpr && HoistStep(WideInc, NarrowUse, DT)) {
+  if (WideAddRec == WideIncExpr
+      && SCEVExpander::hoistStep(WideInc, DU.NarrowUse, DT))
     WideUse = WideInc;
-  }
   else {
-    WideUse = CloneIVUser(NarrowUse, NarrowDef, WideDef);
+    WideUse = CloneIVUser(DU);
     if (!WideUse)
       return 0;
   }
-  // GetWideRecurrence ensured that the narrow expression could be extended
-  // outside the loop without overflow. This suggests that the wide use
+  // Evaluation of WideAddRec ensured that the narrow expression could be
+  // extended outside the loop without overflow. This suggests that the wide use
   // evaluates to the same expression as the extended narrow use, but doesn't
   // absolutely guarantee it. Hence the following failsafe check. In rare cases
   // where it fails, we simply throw away the newly created wide use.
@@ -820,6 +1081,21 @@ Instruction *WidenIV::WidenIVUse(Instruction *NarrowUse,
   return WideUse;
 }
 
+/// pushNarrowIVUsers - Add eligible users of NarrowDef to NarrowIVUsers.
+///
+void WidenIV::pushNarrowIVUsers(Instruction *NarrowDef, Instruction *WideDef) {
+  for (Value::use_iterator UI = NarrowDef->use_begin(),
+         UE = NarrowDef->use_end(); UI != UE; ++UI) {
+    Instruction *NarrowUse = cast<Instruction>(*UI);
+
+    // Handle data flow merges and bizarre phi cycles.
+    if (!Widened.insert(NarrowUse))
+      continue;
+
+    NarrowIVUsers.push_back(NarrowIVDefUse(NarrowDef, NarrowUse, WideDef));
+  }
+}
+
 /// CreateWideIV - Process a single induction variable. First use the
 /// SCEVExpander to create a wide induction variable that evaluates to the same
 /// recurrence as the original narrow IV. Then use a worklist to forward
@@ -877,257 +1153,640 @@ PHINode *WidenIV::CreateWideIV(SCEVExpander &Rewriter) {
   ++NumWidened;
 
   // Traverse the def-use chain using a worklist starting at the original IV.
-  assert(Widened.empty() && "expect initial state" );
+  assert(Widened.empty() && NarrowIVUsers.empty() && "expect initial state" );
+
+  Widened.insert(OrigPhi);
+  pushNarrowIVUsers(OrigPhi, WidePhi);
 
-  // Each worklist entry has a Narrow def-use link and Wide def.
-  SmallVector<std::pair<Use *, Instruction *>, 8> NarrowIVUsers;
-  for (Value::use_iterator UI = OrigPhi->use_begin(),
-         UE = OrigPhi->use_end(); UI != UE; ++UI) {
-    NarrowIVUsers.push_back(std::make_pair(&UI.getUse(), WidePhi));
-  }
   while (!NarrowIVUsers.empty()) {
-    Use *NarrowDefUse;
-    Instruction *WideDef;
-    tie(NarrowDefUse, WideDef) = NarrowIVUsers.pop_back_val();
+    NarrowIVDefUse DU = NarrowIVUsers.pop_back_val();
 
     // Process a def-use edge. This may replace the use, so don't hold a
     // use_iterator across it.
-    Instruction *NarrowDef = cast<Instruction>(NarrowDefUse->get());
-    Instruction *NarrowUse = cast<Instruction>(NarrowDefUse->getUser());
-    Instruction *WideUse = WidenIVUse(NarrowUse, NarrowDef, WideDef);
+    Instruction *WideUse = WidenIVUse(DU);
 
     // Follow all def-use edges from the previous narrow use.
-    if (WideUse) {
-      for (Value::use_iterator UI = NarrowUse->use_begin(),
-             UE = NarrowUse->use_end(); UI != UE; ++UI) {
-        NarrowIVUsers.push_back(std::make_pair(&UI.getUse(), WideUse));
-      }
-    }
+    if (WideUse)
+      pushNarrowIVUsers(DU.NarrowUse, WideUse);
+
     // WidenIVUse may have removed the def-use edge.
-    if (NarrowDef->use_empty())
-      DeadInsts.push_back(NarrowDef);
+    if (DU.NarrowDef->use_empty())
+      DeadInsts.push_back(DU.NarrowDef);
   }
   return WidePhi;
 }
 
-void IndVarSimplify::EliminateIVComparison(ICmpInst *ICmp, Value *IVOperand) {
-  unsigned IVOperIdx = 0;
-  ICmpInst::Predicate Pred = ICmp->getPredicate();
-  if (IVOperand != ICmp->getOperand(0)) {
-    // Swapped
-    assert(IVOperand == ICmp->getOperand(1) && "Can't find IVOperand");
-    IVOperIdx = 1;
-    Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
-  }
-
-  // Get the SCEVs for the ICmp operands.
-  const SCEV *S = SE->getSCEV(ICmp->getOperand(IVOperIdx));
-  const SCEV *X = SE->getSCEV(ICmp->getOperand(1 - IVOperIdx));
-
-  // Simplify unnecessary loops away.
-  const Loop *ICmpLoop = LI->getLoopFor(ICmp->getParent());
-  S = SE->getSCEVAtScope(S, ICmpLoop);
-  X = SE->getSCEVAtScope(X, ICmpLoop);
-
-  // If the condition is always true or always false, replace it with
-  // a constant value.
-  if (SE->isKnownPredicate(Pred, S, X))
-    ICmp->replaceAllUsesWith(ConstantInt::getTrue(ICmp->getContext()));
-  else if (SE->isKnownPredicate(ICmpInst::getInversePredicate(Pred), S, X))
-    ICmp->replaceAllUsesWith(ConstantInt::getFalse(ICmp->getContext()));
-  else
-    return;
-
-  DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Eliminated comparison: " << *ICmp << '\n');
-  ++NumElimCmp;
-  Changed = true;
-  DeadInsts.push_back(ICmp);
-}
-
-void IndVarSimplify::EliminateIVRemainder(BinaryOperator *Rem,
-                                          Value *IVOperand,
-                                          bool IsSigned,
-                                          PHINode *IVPhi) {
-  // We're only interested in the case where we know something about
-  // the numerator.
-  if (IVOperand != Rem->getOperand(0))
-    return;
-
-  // Get the SCEVs for the ICmp operands.
-  const SCEV *S = SE->getSCEV(Rem->getOperand(0));
-  const SCEV *X = SE->getSCEV(Rem->getOperand(1));
-
-  // Simplify unnecessary loops away.
-  const Loop *ICmpLoop = LI->getLoopFor(Rem->getParent());
-  S = SE->getSCEVAtScope(S, ICmpLoop);
-  X = SE->getSCEVAtScope(X, ICmpLoop);
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  Simplification of IV users based on SCEV evaluation.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
-  // i % n  -->  i  if i is in [0,n).
-  if ((!IsSigned || SE->isKnownNonNegative(S)) &&
-      SE->isKnownPredicate(IsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT,
-                           S, X))
-    Rem->replaceAllUsesWith(Rem->getOperand(0));
-  else {
-    // (i+1) % n  -->  (i+1)==n?0:(i+1)  if i is in [0,n).
-    const SCEV *LessOne =
-      SE->getMinusSCEV(S, SE->getConstant(S->getType(), 1));
-    if (IsSigned && !SE->isKnownNonNegative(LessOne))
-      return;
 
-    if (!SE->isKnownPredicate(IsSigned ?
-                              ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT,
-                              LessOne, X))
-      return;
+/// SimplifyAndExtend - Iteratively perform simplification on a worklist of IV
+/// users. Each successive simplification may push more users which may
+/// themselves be candidates for simplification.
+///
+/// Sign/Zero extend elimination is interleaved with IV simplification.
+///
+void IndVarSimplify::SimplifyAndExtend(Loop *L,
+                                       SCEVExpander &Rewriter,
+                                       LPPassManager &LPM) {
+  SmallVector<WideIVInfo, 8> WideIVs;
 
-    ICmpInst *ICmp = new ICmpInst(Rem, ICmpInst::ICMP_EQ,
-                                  Rem->getOperand(0), Rem->getOperand(1),
-                                  "tmp");
-    SelectInst *Sel =
-      SelectInst::Create(ICmp,
-                         ConstantInt::get(Rem->getType(), 0),
-                         Rem->getOperand(0), "tmp", Rem);
-    Rem->replaceAllUsesWith(Sel);
+  SmallVector<PHINode*, 8> LoopPhis;
+  for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
+    LoopPhis.push_back(cast<PHINode>(I));
   }
+  // Each round of simplification iterates through the SimplifyIVUsers worklist
+  // for all current phis, then determines whether any IVs can be
+  // widened. Widening adds new phis to LoopPhis, inducing another round of
+  // simplification on the wide IVs.
+  while (!LoopPhis.empty()) {
+    // Evaluate as many IV expressions as possible before widening any IVs. This
+    // forces SCEV to set no-wrap flags before evaluating sign/zero
+    // extension. The first time SCEV attempts to normalize sign/zero extension,
+    // the result becomes final. So for the most predictable results, we delay
+    // evaluation of sign/zero extend evaluation until needed, and avoid running
+    // other SCEV based analysis prior to SimplifyAndExtend.
+    do {
+      PHINode *CurrIV = LoopPhis.pop_back_val();
+
+      // Information about sign/zero extensions of CurrIV.
+      WideIVVisitor WIV(CurrIV, SE, TD);
+
+      Changed |= simplifyUsersOfIV(CurrIV, SE, &LPM, DeadInsts, &WIV);
+
+      if (WIV.WI.WidestNativeType) {
+        WideIVs.push_back(WIV.WI);
+      }
+    } while(!LoopPhis.empty());
 
-  // Inform IVUsers about the new users.
-  if (IU) {
-    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Rem->getOperand(0)))
-      IU->AddUsersIfInteresting(I, IVPhi);
+    for (; !WideIVs.empty(); WideIVs.pop_back()) {
+      WidenIV Widener(WideIVs.back(), LI, SE, DT, DeadInsts);
+      if (PHINode *WidePhi = Widener.CreateWideIV(Rewriter)) {
+        Changed = true;
+        LoopPhis.push_back(WidePhi);
+      }
+    }
   }
-  DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Simplified rem: " << *Rem << '\n');
-  ++NumElimRem;
-  Changed = true;
-  DeadInsts.push_back(Rem);
 }
 
-/// EliminateIVUser - Eliminate an operation that consumes a simple IV and has
-/// no observable side-effect given the range of IV values.
-bool IndVarSimplify::EliminateIVUser(Instruction *UseInst,
-                                     Instruction *IVOperand) {
-  if (ICmpInst *ICmp = dyn_cast<ICmpInst>(UseInst)) {
-    EliminateIVComparison(ICmp, IVOperand);
-    return true;
-  }
-  if (BinaryOperator *Rem = dyn_cast<BinaryOperator>(UseInst)) {
-    bool IsSigned = Rem->getOpcode() == Instruction::SRem;
-    if (IsSigned || Rem->getOpcode() == Instruction::URem) {
-      EliminateIVRemainder(Rem, IVOperand, IsSigned, CurrIV);
-      return true;
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  LinearFunctionTestReplace and its kin. Rewrite the loop exit condition.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+/// Check for expressions that ScalarEvolution generates to compute
+/// BackedgeTakenInfo. If these expressions have not been reduced, then
+/// expanding them may incur additional cost (albeit in the loop preheader).
+static bool isHighCostExpansion(const SCEV *S, BranchInst *BI,
+                                ScalarEvolution *SE) {
+  // If the backedge-taken count is a UDiv, it's very likely a UDiv that
+  // ScalarEvolution's HowFarToZero or HowManyLessThans produced to compute a
+  // precise expression, rather than a UDiv from the user's code. If we can't
+  // find a UDiv in the code with some simple searching, assume the former and
+  // forego rewriting the loop.
+  if (isa<SCEVUDivExpr>(S)) {
+    ICmpInst *OrigCond = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
+    if (!OrigCond) return true;
+    const SCEV *R = SE->getSCEV(OrigCond->getOperand(1));
+    R = SE->getMinusSCEV(R, SE->getConstant(R->getType(), 1));
+    if (R != S) {
+      const SCEV *L = SE->getSCEV(OrigCond->getOperand(0));
+      L = SE->getMinusSCEV(L, SE->getConstant(L->getType(), 1));
+      if (L != S)
+        return true;
     }
   }
 
-  // Eliminate any operation that SCEV can prove is an identity function.
-  if (!SE->isSCEVable(UseInst->getType()) ||
-      (SE->getSCEV(UseInst) != SE->getSCEV(IVOperand)))
+  if (EnableIVRewrite)
     return false;
 
-  UseInst->replaceAllUsesWith(IVOperand);
-
-  DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Eliminated identity: " << *UseInst << '\n');
-  ++NumElimIdentity;
-  Changed = true;
-  DeadInsts.push_back(UseInst);
-  return true;
-}
-
-/// pushIVUsers - Add all uses of Def to the current IV's worklist.
-///
-void IndVarSimplify::pushIVUsers(Instruction *Def) {
+  // Recurse past add expressions, which commonly occur in the
+  // BackedgeTakenCount. They may already exist in program code, and if not,
+  // they are not too expensive rematerialize.
+  if (const SCEVAddExpr *Add = dyn_cast<SCEVAddExpr>(S)) {
+    for (SCEVAddExpr::op_iterator I = Add->op_begin(), E = Add->op_end();
+         I != E; ++I) {
+      if (isHighCostExpansion(*I, BI, SE))
+        return true;
+    }
+    return false;
+  }
 
-  for (Value::use_iterator UI = Def->use_begin(), E = Def->use_end();
-       UI != E; ++UI) {
-    Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
+  // HowManyLessThans uses a Max expression whenever the loop is not guarded by
+  // the exit condition.
+  if (isa<SCEVSMaxExpr>(S) || isa<SCEVUMaxExpr>(S))
+    return true;
 
-    // Avoid infinite or exponential worklist processing.
-    // Also ensure unique worklist users.
-    if (Simplified.insert(User))
-      SimpleIVUsers.push_back(std::make_pair(User, Def));
-  }
+  // If we haven't recognized an expensive SCEV patter, assume its an expression
+  // produced by program code.
+  return false;
 }
 
-/// isSimpleIVUser - Return true if this instruction generates a simple SCEV
-/// expression in terms of that IV.
-///
-/// This is similar to IVUsers' isInsteresting() but processes each instruction
-/// non-recursively when the operand is already known to be a simpleIVUser.
+/// canExpandBackedgeTakenCount - Return true if this loop's backedge taken
+/// count expression can be safely and cheaply expanded into an instruction
+/// sequence that can be used by LinearFunctionTestReplace.
 ///
-bool IndVarSimplify::isSimpleIVUser(Instruction *I, const Loop *L) {
-  if (!SE->isSCEVable(I->getType()))
+/// TODO: This fails for pointer-type loop counters with greater than one byte
+/// strides, consequently preventing LFTR from running. For the purpose of LFTR
+/// we could skip this check in the case that the LFTR loop counter (chosen by
+/// FindLoopCounter) is also pointer type. Instead, we could directly convert
+/// the loop test to an inequality test by checking the target data's alignment
+/// of element types (given that the initial pointer value originates from or is
+/// used by ABI constrained operation, as opposed to inttoptr/ptrtoint).
+/// However, we don't yet have a strong motivation for converting loop tests
+/// into inequality tests.
+static bool canExpandBackedgeTakenCount(Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
+  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
+  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BackedgeTakenCount) ||
+      BackedgeTakenCount->isZero())
     return false;
 
-  // Get the symbolic expression for this instruction.
-  const SCEV *S = SE->getSCEV(I);
+  if (!L->getExitingBlock())
+    return false;
 
-  // Only consider affine recurrences.
-  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S);
-  if (AR && AR->getLoop() == L)
-    return true;
+  // Can't rewrite non-branch yet.
+  BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+  if (!BI)
+    return false;
 
-  return false;
-}
+  if (isHighCostExpansion(BackedgeTakenCount, BI, SE))
+    return false;
 
-/// SimplifyIVUsersNoRewrite - Iteratively perform simplification on a worklist
-/// of IV users. Each successive simplification may push more users which may
-/// themselves be candidates for simplification.
+  return true;
+}
+
+/// getBackedgeIVType - Get the widest type used by the loop test after peeking
+/// through Truncs.
+///
+/// TODO: Unnecessary when ForceLFTR is removed.
+static Type *getBackedgeIVType(Loop *L) {
+  if (!L->getExitingBlock())
+    return 0;
+
+  // Can't rewrite non-branch yet.
+  BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+  if (!BI)
+    return 0;
+
+  ICmpInst *Cond = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
+  if (!Cond)
+    return 0;
+
+  Type *Ty = 0;
+  for(User::op_iterator OI = Cond->op_begin(), OE = Cond->op_end();
+      OI != OE; ++OI) {
+    assert((!Ty || Ty == (*OI)->getType()) && "bad icmp operand types");
+    TruncInst *Trunc = dyn_cast<TruncInst>(*OI);
+    if (!Trunc)
+      continue;
+
+    return Trunc->getSrcTy();
+  }
+  return Ty;
+}
+
+/// getLoopPhiForCounter - Return the loop header phi IFF IncV adds a loop
+/// invariant value to the phi.
+static PHINode *getLoopPhiForCounter(Value *IncV, Loop *L, DominatorTree *DT) {
+  Instruction *IncI = dyn_cast<Instruction>(IncV);
+  if (!IncI)
+    return 0;
+
+  switch (IncI->getOpcode()) {
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+    break;
+  case Instruction::GetElementPtr:
+    // An IV counter must preserve its type.
+    if (IncI->getNumOperands() == 2)
+      break;
+  default:
+    return 0;
+  }
+
+  PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(IncI->getOperand(0));
+  if (Phi && Phi->getParent() == L->getHeader()) {
+    if (isLoopInvariant(IncI->getOperand(1), L, DT))
+      return Phi;
+    return 0;
+  }
+  if (IncI->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
+    return 0;
+
+  // Allow add/sub to be commuted.
+  Phi = dyn_cast<PHINode>(IncI->getOperand(1));
+  if (Phi && Phi->getParent() == L->getHeader()) {
+    if (isLoopInvariant(IncI->getOperand(0), L, DT))
+      return Phi;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/// needsLFTR - LinearFunctionTestReplace policy. Return true unless we can show
+/// that the current exit test is already sufficiently canonical.
+static bool needsLFTR(Loop *L, DominatorTree *DT) {
+  assert(L->getExitingBlock() && "expected loop exit");
+
+  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
+  // Don't bother with LFTR if the loop is not properly simplified.
+  if (!LatchBlock)
+    return false;
+
+  BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+  assert(BI && "expected exit branch");
+
+  // Do LFTR to simplify the exit condition to an ICMP.
+  ICmpInst *Cond = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
+  if (!Cond)
+    return true;
+
+  // Do LFTR to simplify the exit ICMP to EQ/NE
+  ICmpInst::Predicate Pred = Cond->getPredicate();
+  if (Pred != ICmpInst::ICMP_NE && Pred != ICmpInst::ICMP_EQ)
+    return true;
+
+  // Look for a loop invariant RHS
+  Value *LHS = Cond->getOperand(0);
+  Value *RHS = Cond->getOperand(1);
+  if (!isLoopInvariant(RHS, L, DT)) {
+    if (!isLoopInvariant(LHS, L, DT))
+      return true;
+    std::swap(LHS, RHS);
+  }
+  // Look for a simple IV counter LHS
+  PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(LHS);
+  if (!Phi)
+    Phi = getLoopPhiForCounter(LHS, L, DT);
+
+  if (!Phi)
+    return true;
+
+  // Do LFTR if the exit condition's IV is *not* a simple counter.
+  Value *IncV = Phi->getIncomingValueForBlock(L->getLoopLatch());
+  return Phi != getLoopPhiForCounter(IncV, L, DT);
+}
+
+/// AlmostDeadIV - Return true if this IV has any uses other than the (soon to
+/// be rewritten) loop exit test.
+static bool AlmostDeadIV(PHINode *Phi, BasicBlock *LatchBlock, Value *Cond) {
+  int LatchIdx = Phi->getBasicBlockIndex(LatchBlock);
+  Value *IncV = Phi->getIncomingValue(LatchIdx);
+
+  for (Value::use_iterator UI = Phi->use_begin(), UE = Phi->use_end();
+       UI != UE; ++UI) {
+    if (*UI != Cond && *UI != IncV) return false;
+  }
+
+  for (Value::use_iterator UI = IncV->use_begin(), UE = IncV->use_end();
+       UI != UE; ++UI) {
+    if (*UI != Cond && *UI != Phi) return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// FindLoopCounter - Find an affine IV in canonical form.
 ///
-/// The "NoRewrite" algorithm does not require IVUsers analysis. Instead, it
-/// simplifies instructions in-place during analysis. Rather than rewriting
-/// induction variables bottom-up from their users, it transforms a chain of
-/// IVUsers top-down, updating the IR only when it encouters a clear
-/// optimization opportunitiy. A SCEVExpander "Rewriter" instance is still
-/// needed, but only used to generate a new IV (phi) of wider type for sign/zero
-/// extend elimination.
+/// BECount may be an i8* pointer type. The pointer difference is already
+/// valid count without scaling the address stride, so it remains a pointer
+/// expression as far as SCEV is concerned.
 ///
-/// Once DisableIVRewrite is default, LSR will be the only client of IVUsers.
+/// FIXME: Accept -1 stride and set IVLimit = IVInit - BECount
 ///
-void IndVarSimplify::SimplifyIVUsersNoRewrite(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter) {
-  // Simplification is performed independently for each IV, as represented by a
-  // loop header phi. Each round of simplification first iterates through the
-  // SimplifyIVUsers worklist, then determines whether the current IV should be
-  // widened. Widening adds a new phi to LoopPhis, inducing another round of
-  // simplification on the wide IV.
-  SmallVector<PHINode*, 8> LoopPhis;
+/// FIXME: Accept non-unit stride as long as SCEV can reduce BECount * Stride.
+/// This is difficult in general for SCEV because of potential overflow. But we
+/// could at least handle constant BECounts.
+static PHINode *
+FindLoopCounter(Loop *L, const SCEV *BECount,
+                ScalarEvolution *SE, DominatorTree *DT, const TargetData *TD) {
+  uint64_t BCWidth = SE->getTypeSizeInBits(BECount->getType());
+
+  Value *Cond =
+    cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator())->getCondition();
+
+  // Loop over all of the PHI nodes, looking for a simple counter.
+  PHINode *BestPhi = 0;
+  const SCEV *BestInit = 0;
+  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
+  assert(LatchBlock && "needsLFTR should guarantee a loop latch");
+
   for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
-    LoopPhis.push_back(cast<PHINode>(I));
-  }
-  while (!LoopPhis.empty()) {
-    CurrIV = LoopPhis.pop_back_val();
-    Simplified.clear();
-    assert(SimpleIVUsers.empty() && "expect empty IV users list");
+    PHINode *Phi = cast<PHINode>(I);
+    if (!SE->isSCEVable(Phi->getType()))
+      continue;
 
-    WideIVInfo WI;
+    // Avoid comparing an integer IV against a pointer Limit.
+    if (BECount->getType()->isPointerTy() && !Phi->getType()->isPointerTy())
+      continue;
 
-    pushIVUsers(CurrIV);
+    const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(Phi));
+    if (!AR || AR->getLoop() != L || !AR->isAffine())
+      continue;
+
+    // AR may be a pointer type, while BECount is an integer type.
+    // AR may be wider than BECount. With eq/ne tests overflow is immaterial.
+    // AR may not be a narrower type, or we may never exit.
+    uint64_t PhiWidth = SE->getTypeSizeInBits(AR->getType());
+    if (PhiWidth < BCWidth || (TD && !TD->isLegalInteger(PhiWidth)))
+      continue;
+
+    const SCEV *Step = dyn_cast<SCEVConstant>(AR->getStepRecurrence(*SE));
+    if (!Step || !Step->isOne())
+      continue;
+
+    int LatchIdx = Phi->getBasicBlockIndex(LatchBlock);
+    Value *IncV = Phi->getIncomingValue(LatchIdx);
+    if (getLoopPhiForCounter(IncV, L, DT) != Phi)
+      continue;
 
-    while (!SimpleIVUsers.empty()) {
-      Instruction *UseInst, *Operand;
-      tie(UseInst, Operand) = SimpleIVUsers.pop_back_val();
+    const SCEV *Init = AR->getStart();
 
-      if (EliminateIVUser(UseInst, Operand)) {
-        pushIVUsers(Operand);
+    if (BestPhi && !AlmostDeadIV(BestPhi, LatchBlock, Cond)) {
+      // Don't force a live loop counter if another IV can be used.
+      if (AlmostDeadIV(Phi, LatchBlock, Cond))
         continue;
+
+      // Prefer to count-from-zero. This is a more "canonical" counter form. It
+      // also prefers integer to pointer IVs.
+      if (BestInit->isZero() != Init->isZero()) {
+        if (BestInit->isZero())
+          continue;
       }
-      if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(UseInst)) {
-        bool IsSigned = Cast->getOpcode() == Instruction::SExt;
-        if (IsSigned || Cast->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
-          CollectExtend(Cast, IsSigned, WI, SE, TD);
-        }
+      // If two IVs both count from zero or both count from nonzero then the
+      // narrower is likely a dead phi that has been widened. Use the wider phi
+      // to allow the other to be eliminated.
+      if (PhiWidth <= SE->getTypeSizeInBits(BestPhi->getType()))
         continue;
-      }
-      if (isSimpleIVUser(UseInst, L)) {
-        pushIVUsers(UseInst);
+    }
+    BestPhi = Phi;
+    BestInit = Init;
+  }
+  return BestPhi;
+}
+
+/// genLoopLimit - Help LinearFunctionTestReplace by generating a value that
+/// holds the RHS of the new loop test.
+static Value *genLoopLimit(PHINode *IndVar, const SCEV *IVCount, Loop *L,
+                           SCEVExpander &Rewriter, ScalarEvolution *SE) {
+  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(IndVar));
+  assert(AR && AR->getLoop() == L && AR->isAffine() && "bad loop counter");
+  const SCEV *IVInit = AR->getStart();
+
+  // IVInit may be a pointer while IVCount is an integer when FindLoopCounter
+  // finds a valid pointer IV. Sign extend BECount in order to materialize a
+  // GEP. Avoid running SCEVExpander on a new pointer value, instead reusing
+  // the existing GEPs whenever possible.
+  if (IndVar->getType()->isPointerTy()
+      && !IVCount->getType()->isPointerTy()) {
+
+    Type *OfsTy = SE->getEffectiveSCEVType(IVInit->getType());
+    const SCEV *IVOffset = SE->getTruncateOrSignExtend(IVCount, OfsTy);
+
+    // Expand the code for the iteration count.
+    assert(SE->isLoopInvariant(IVOffset, L) &&
+           "Computed iteration count is not loop invariant!");
+    BranchInst *BI = cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+    Value *GEPOffset = Rewriter.expandCodeFor(IVOffset, OfsTy, BI);
+
+    Value *GEPBase = IndVar->getIncomingValueForBlock(L->getLoopPreheader());
+    assert(AR->getStart() == SE->getSCEV(GEPBase) && "bad loop counter");
+    // We could handle pointer IVs other than i8*, but we need to compensate for
+    // gep index scaling. See canExpandBackedgeTakenCount comments.
+    assert(SE->getSizeOfExpr(
+             cast<PointerType>(GEPBase->getType())->getElementType())->isOne()
+           && "unit stride pointer IV must be i8*");
+
+    IRBuilder<> Builder(L->getLoopPreheader()->getTerminator());
+    return Builder.CreateGEP(GEPBase, GEPOffset, "lftr.limit");
+  }
+  else {
+    // In any other case, convert both IVInit and IVCount to integers before
+    // comparing. This may result in SCEV expension of pointers, but in practice
+    // SCEV will fold the pointer arithmetic away as such:
+    // BECount = (IVEnd - IVInit - 1) => IVLimit = IVInit (postinc).
+    //
+    // Valid Cases: (1) both integers is most common; (2) both may be pointers
+    // for simple memset-style loops; (3) IVInit is an integer and IVCount is a
+    // pointer may occur when enable-iv-rewrite generates a canonical IV on top
+    // of case #2.
+
+    const SCEV *IVLimit = 0;
+    // For unit stride, IVCount = Start + BECount with 2's complement overflow.
+    // For non-zero Start, compute IVCount here.
+    if (AR->getStart()->isZero())
+      IVLimit = IVCount;
+    else {
+      assert(AR->getStepRecurrence(*SE)->isOne() && "only handles unit stride");
+      const SCEV *IVInit = AR->getStart();
+
+      // For integer IVs, truncate the IV before computing IVInit + BECount.
+      if (SE->getTypeSizeInBits(IVInit->getType())
+          > SE->getTypeSizeInBits(IVCount->getType()))
+        IVInit = SE->getTruncateExpr(IVInit, IVCount->getType());
+
+      IVLimit = SE->getAddExpr(IVInit, IVCount);
+    }
+    // Expand the code for the iteration count.
+    BranchInst *BI = cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+    IRBuilder<> Builder(BI);
+    assert(SE->isLoopInvariant(IVLimit, L) &&
+           "Computed iteration count is not loop invariant!");
+    // Ensure that we generate the same type as IndVar, or a smaller integer
+    // type. In the presence of null pointer values, we have an integer type
+    // SCEV expression (IVInit) for a pointer type IV value (IndVar).
+    Type *LimitTy = IVCount->getType()->isPointerTy() ?
+      IndVar->getType() : IVCount->getType();
+    return Rewriter.expandCodeFor(IVLimit, LimitTy, BI);
+  }
+}
+
+/// LinearFunctionTestReplace - This method rewrites the exit condition of the
+/// loop to be a canonical != comparison against the incremented loop induction
+/// variable.  This pass is able to rewrite the exit tests of any loop where the
+/// SCEV analysis can determine a loop-invariant trip count of the loop, which
+/// is actually a much broader range than just linear tests.
+Value *IndVarSimplify::
+LinearFunctionTestReplace(Loop *L,
+                          const SCEV *BackedgeTakenCount,
+                          PHINode *IndVar,
+                          SCEVExpander &Rewriter) {
+  assert(canExpandBackedgeTakenCount(L, SE) && "precondition");
+
+  // LFTR can ignore IV overflow and truncate to the width of
+  // BECount. This avoids materializing the add(zext(add)) expression.
+  Type *CntTy = !EnableIVRewrite ?
+    BackedgeTakenCount->getType() : IndVar->getType();
+
+  const SCEV *IVCount = BackedgeTakenCount;
+
+  // If the exiting block is the same as the backedge block, we prefer to
+  // compare against the post-incremented value, otherwise we must compare
+  // against the preincremented value.
+  Value *CmpIndVar;
+  if (L->getExitingBlock() == L->getLoopLatch()) {
+    // Add one to the "backedge-taken" count to get the trip count.
+    // If this addition may overflow, we have to be more pessimistic and
+    // cast the induction variable before doing the add.
+    const SCEV *N =
+      SE->getAddExpr(IVCount, SE->getConstant(IVCount->getType(), 1));
+    if (CntTy == IVCount->getType())
+      IVCount = N;
+    else {
+      const SCEV *Zero = SE->getConstant(IVCount->getType(), 0);
+      if ((isa<SCEVConstant>(N) && !N->isZero()) ||
+          SE->isLoopEntryGuardedByCond(L, ICmpInst::ICMP_NE, N, Zero)) {
+        // No overflow. Cast the sum.
+        IVCount = SE->getTruncateOrZeroExtend(N, CntTy);
+      } else {
+        // Potential overflow. Cast before doing the add.
+        IVCount = SE->getTruncateOrZeroExtend(IVCount, CntTy);
+        IVCount = SE->getAddExpr(IVCount, SE->getConstant(CntTy, 1));
       }
     }
-    if (WI.WidestNativeType) {
-      WidenIV Widener(CurrIV, WI, LI, SE, DT, DeadInsts);
-      if (PHINode *WidePhi = Widener.CreateWideIV(Rewriter)) {
-        Changed = true;
-        LoopPhis.push_back(WidePhi);
+    // The BackedgeTaken expression contains the number of times that the
+    // backedge branches to the loop header.  This is one less than the
+    // number of times the loop executes, so use the incremented indvar.
+    CmpIndVar = IndVar->getIncomingValueForBlock(L->getExitingBlock());
+  } else {
+    // We must use the preincremented value...
+    IVCount = SE->getTruncateOrZeroExtend(IVCount, CntTy);
+    CmpIndVar = IndVar;
+  }
+
+  Value *ExitCnt = genLoopLimit(IndVar, IVCount, L, Rewriter, SE);
+  assert(ExitCnt->getType()->isPointerTy() == IndVar->getType()->isPointerTy()
+         && "genLoopLimit missed a cast");
+
+  // Insert a new icmp_ne or icmp_eq instruction before the branch.
+  BranchInst *BI = cast<BranchInst>(L->getExitingBlock()->getTerminator());
+  ICmpInst::Predicate P;
+  if (L->contains(BI->getSuccessor(0)))
+    P = ICmpInst::ICMP_NE;
+  else
+    P = ICmpInst::ICMP_EQ;
+
+  DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Rewriting loop exit condition to:\n"
+               << "      LHS:" << *CmpIndVar << '\n'
+               << "       op:\t"
+               << (P == ICmpInst::ICMP_NE ? "!=" : "==") << "\n"
+               << "      RHS:\t" << *ExitCnt << "\n"
+               << "  IVCount:\t" << *IVCount << "\n");
+
+  IRBuilder<> Builder(BI);
+  if (SE->getTypeSizeInBits(CmpIndVar->getType())
+      > SE->getTypeSizeInBits(ExitCnt->getType())) {
+    CmpIndVar = Builder.CreateTrunc(CmpIndVar, ExitCnt->getType(),
+                                    "lftr.wideiv");
+  }
+
+  Value *Cond = Builder.CreateICmp(P, CmpIndVar, ExitCnt, "exitcond");
+  Value *OrigCond = BI->getCondition();
+  // It's tempting to use replaceAllUsesWith here to fully replace the old
+  // comparison, but that's not immediately safe, since users of the old
+  // comparison may not be dominated by the new comparison. Instead, just
+  // update the branch to use the new comparison; in the common case this
+  // will make old comparison dead.
+  BI->setCondition(Cond);
+  DeadInsts.push_back(OrigCond);
+
+  ++NumLFTR;
+  Changed = true;
+  return Cond;
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  SinkUnusedInvariants. A late subpass to cleanup loop preheaders.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+/// If there's a single exit block, sink any loop-invariant values that
+/// were defined in the preheader but not used inside the loop into the
+/// exit block to reduce register pressure in the loop.
+void IndVarSimplify::SinkUnusedInvariants(Loop *L) {
+  BasicBlock *ExitBlock = L->getExitBlock();
+  if (!ExitBlock) return;
+
+  BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  if (!Preheader) return;
+
+  Instruction *InsertPt = ExitBlock->getFirstInsertionPt();
+  BasicBlock::iterator I = Preheader->getTerminator();
+  while (I != Preheader->begin()) {
+    --I;
+    // New instructions were inserted at the end of the preheader.
+    if (isa<PHINode>(I))
+      break;
+
+    // Don't move instructions which might have side effects, since the side
+    // effects need to complete before instructions inside the loop.  Also don't
+    // move instructions which might read memory, since the loop may modify
+    // memory. Note that it's okay if the instruction might have undefined
+    // behavior: LoopSimplify guarantees that the preheader dominates the exit
+    // block.
+    if (I->mayHaveSideEffects() || I->mayReadFromMemory())
+      continue;
+
+    // Skip debug info intrinsics.
+    if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
+      continue;
+
+    // Skip landingpad instructions.
+    if (isa<LandingPadInst>(I))
+      continue;
+
+    // Don't sink alloca: we never want to sink static alloca's out of the
+    // entry block, and correctly sinking dynamic alloca's requires
+    // checks for stacksave/stackrestore intrinsics.
+    // FIXME: Refactor this check somehow?
+    if (isa<AllocaInst>(I))
+      continue;
+
+    // Determine if there is a use in or before the loop (direct or
+    // otherwise).
+    bool UsedInLoop = false;
+    for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
+         UI != UE; ++UI) {
+      User *U = *UI;
+      BasicBlock *UseBB = cast<Instruction>(U)->getParent();
+      if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(U)) {
+        unsigned i =
+          PHINode::getIncomingValueNumForOperand(UI.getOperandNo());
+        UseBB = P->getIncomingBlock(i);
+      }
+      if (UseBB == Preheader || L->contains(UseBB)) {
+        UsedInLoop = true;
+        break;
       }
     }
+
+    // If there is, the def must remain in the preheader.
+    if (UsedInLoop)
+      continue;
+
+    // Otherwise, sink it to the exit block.
+    Instruction *ToMove = I;
+    bool Done = false;
+
+    if (I != Preheader->begin()) {
+      // Skip debug info intrinsics.
+      do {
+        --I;
+      } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I) && I != Preheader->begin());
+
+      if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I) && I == Preheader->begin())
+        Done = true;
+    } else {
+      Done = true;
+    }
+
+    ToMove->moveBefore(InsertPt);
+    if (Done) break;
+    InsertPt = ToMove;
   }
 }
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//  IndVarSimplify driver. Manage several subpasses of IV simplification.
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   // If LoopSimplify form is not available, stay out of trouble. Some notes:
   //  - LSR currently only supports LoopSimplify-form loops. Indvars'
@@ -1140,15 +1799,13 @@ bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   if (!L->isLoopSimplifyForm())
     return false;
 
-  if (!DisableIVRewrite)
+  if (EnableIVRewrite)
     IU = &getAnalysis<IVUsers>();
   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
   SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
   TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
 
-  CurrIV = NULL;
-  Simplified.clear();
   DeadInsts.clear();
   Changed = false;
 
@@ -1159,9 +1816,21 @@ bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
 
   // Create a rewriter object which we'll use to transform the code with.
-  SCEVExpander Rewriter(*SE);
-  if (DisableIVRewrite)
+  SCEVExpander Rewriter(*SE, "indvars");
+#ifndef NDEBUG
+  Rewriter.setDebugType(DEBUG_TYPE);
+#endif
+
+  // Eliminate redundant IV users.
+  //
+  // Simplification works best when run before other consumers of SCEV. We
+  // attempt to avoid evaluating SCEVs for sign/zero extend operations until
+  // other expressions involving loop IVs have been evaluated. This helps SCEV
+  // set no-wrap flags before normalizing sign/zero extension.
+  if (!EnableIVRewrite) {
     Rewriter.disableCanonicalMode();
+    SimplifyAndExtend(L, Rewriter, LPM);
+  }
 
   // Check to see if this loop has a computable loop-invariant execution count.
   // If so, this means that we can compute the final value of any expressions
@@ -1173,23 +1842,25 @@ bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
     RewriteLoopExitValues(L, Rewriter);
 
   // Eliminate redundant IV users.
-  if (DisableIVRewrite)
-    SimplifyIVUsersNoRewrite(L, Rewriter);
-  else
-    SimplifyIVUsers(Rewriter);
+  if (EnableIVRewrite)
+    Changed |= simplifyIVUsers(IU, SE, &LPM, DeadInsts);
+
+  // Eliminate redundant IV cycles.
+  if (!EnableIVRewrite)
+    NumElimIV += Rewriter.replaceCongruentIVs(L, DT, DeadInsts);
 
   // Compute the type of the largest recurrence expression, and decide whether
   // a canonical induction variable should be inserted.
-  const Type *LargestType = 0;
+  Type *LargestType = 0;
   bool NeedCannIV = false;
   bool ExpandBECount = canExpandBackedgeTakenCount(L, SE);
-  if (ExpandBECount) {
+  if (EnableIVRewrite && ExpandBECount) {
     // If we have a known trip count and a single exit block, we'll be
     // rewriting the loop exit test condition below, which requires a
     // canonical induction variable.
     NeedCannIV = true;
-    const Type *Ty = BackedgeTakenCount->getType();
-    if (DisableIVRewrite) {
+    Type *Ty = BackedgeTakenCount->getType();
+    if (!EnableIVRewrite) {
       // In this mode, SimplifyIVUsers may have already widened the IV used by
       // the backedge test and inserted a Trunc on the compare's operand. Get
       // the wider type to avoid creating a redundant narrow IV only used by the
@@ -1201,10 +1872,10 @@ bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
         SE->getTypeSizeInBits(LargestType))
       LargestType = SE->getEffectiveSCEVType(Ty);
   }
-  if (!DisableIVRewrite) {
+  if (EnableIVRewrite) {
     for (IVUsers::const_iterator I = IU->begin(), E = IU->end(); I != E; ++I) {
       NeedCannIV = true;
-      const Type *Ty =
+      Type *Ty =
         SE->getEffectiveSCEVType(I->getOperandValToReplace()->getType());
       if (!LargestType ||
           SE->getTypeSizeInBits(Ty) >
@@ -1243,23 +1914,31 @@ bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
     // the end of the pass.
     while (!OldCannIVs.empty()) {
       PHINode *OldCannIV = OldCannIVs.pop_back_val();
-      OldCannIV->insertBefore(L->getHeader()->getFirstNonPHI());
+      OldCannIV->insertBefore(L->getHeader()->getFirstInsertionPt());
     }
   }
-
+  else if (!EnableIVRewrite && ExpandBECount && needsLFTR(L, DT)) {
+    IndVar = FindLoopCounter(L, BackedgeTakenCount, SE, DT, TD);
+  }
   // If we have a trip count expression, rewrite the loop's exit condition
   // using it.  We can currently only handle loops with a single exit.
-  ICmpInst *NewICmp = 0;
-  if (ExpandBECount) {
-    assert(canExpandBackedgeTakenCount(L, SE) &&
-           "canonical IV disrupted BackedgeTaken expansion");
-    assert(NeedCannIV &&
-           "LinearFunctionTestReplace requires a canonical induction variable");
-    NewICmp = LinearFunctionTestReplace(L, BackedgeTakenCount, IndVar,
-                                        Rewriter);
+  Value *NewICmp = 0;
+  if (ExpandBECount && IndVar) {
+    // Check preconditions for proper SCEVExpander operation. SCEV does not
+    // express SCEVExpander's dependencies, such as LoopSimplify. Instead any
+    // pass that uses the SCEVExpander must do it. This does not work well for
+    // loop passes because SCEVExpander makes assumptions about all loops, while
+    // LoopPassManager only forces the current loop to be simplified.
+    //
+    // FIXME: SCEV expansion has no way to bail out, so the caller must
+    // explicitly check any assumptions made by SCEV. Brittle.
+    const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(BackedgeTakenCount);
+    if (!AR || AR->getLoop()->getLoopPreheader())
+      NewICmp =
+        LinearFunctionTestReplace(L, BackedgeTakenCount, IndVar, Rewriter);
   }
   // Rewrite IV-derived expressions.
-  if (!DisableIVRewrite)
+  if (EnableIVRewrite)
     RewriteIVExpressions(L, Rewriter);
 
   // Clear the rewriter cache, because values that are in the rewriter's cache
@@ -1282,439 +1961,34 @@ bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
 
   // For completeness, inform IVUsers of the IV use in the newly-created
   // loop exit test instruction.
-  if (NewICmp && IU)
-    IU->AddUsersIfInteresting(cast<Instruction>(NewICmp->getOperand(0)),
-                              IndVar);
-
+  if (IU && NewICmp) {
+    ICmpInst *NewICmpInst = dyn_cast<ICmpInst>(NewICmp);
+    if (NewICmpInst)
+      IU->AddUsersIfInteresting(cast<Instruction>(NewICmpInst->getOperand(0)));
+  }
   // Clean up dead instructions.
   Changed |= DeleteDeadPHIs(L->getHeader());
   // Check a post-condition.
-  assert(L->isLCSSAForm(*DT) && "Indvars did not leave the loop in lcssa form!");
-  return Changed;
-}
-
-// FIXME: It is an extremely bad idea to indvar substitute anything more
-// complex than affine induction variables.  Doing so will put expensive
-// polynomial evaluations inside of the loop, and the str reduction pass
-// currently can only reduce affine polynomials.  For now just disable
-// indvar subst on anything more complex than an affine addrec, unless
-// it can be expanded to a trivial value.
-static bool isSafe(const SCEV *S, const Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
-  // Loop-invariant values are safe.
-  if (SE->isLoopInvariant(S, L)) return true;
+  assert(L->isLCSSAForm(*DT) &&
+         "Indvars did not leave the loop in lcssa form!");
+
+  // Verify that LFTR, and any other change have not interfered with SCEV's
+  // ability to compute trip count.
+#ifndef NDEBUG
+  if (!EnableIVRewrite && VerifyIndvars &&
+      !isa<SCEVCouldNotCompute>(BackedgeTakenCount)) {
+    SE->forgetLoop(L);
+    const SCEV *NewBECount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
+    if (SE->getTypeSizeInBits(BackedgeTakenCount->getType()) <
+        SE->getTypeSizeInBits(NewBECount->getType()))
+      NewBECount = SE->getTruncateOrNoop(NewBECount,
+                                         BackedgeTakenCount->getType());
+    else
+      BackedgeTakenCount = SE->getTruncateOrNoop(BackedgeTakenCount,
+                                                 NewBECount->getType());
+    assert(BackedgeTakenCount == NewBECount && "indvars must preserve SCEV");
+  }
+#endif
 
-  // Affine addrecs are safe. Non-affine are not, because LSR doesn't know how
-  // to transform them into efficient code.
-  if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S))
-    return AR->isAffine();
-
-  // An add is safe it all its operands are safe.
-  if (const SCEVCommutativeExpr *Commutative = dyn_cast<SCEVCommutativeExpr>(S)) {
-    for (SCEVCommutativeExpr::op_iterator I = Commutative->op_begin(),
-         E = Commutative->op_end(); I != E; ++I)
-      if (!isSafe(*I, L, SE)) return false;
-    return true;
-  }
-
-  // A cast is safe if its operand is.
-  if (const SCEVCastExpr *C = dyn_cast<SCEVCastExpr>(S))
-    return isSafe(C->getOperand(), L, SE);
-
-  // A udiv is safe if its operands are.
-  if (const SCEVUDivExpr *UD = dyn_cast<SCEVUDivExpr>(S))
-    return isSafe(UD->getLHS(), L, SE) &&
-           isSafe(UD->getRHS(), L, SE);
-
-  // SCEVUnknown is always safe.
-  if (isa<SCEVUnknown>(S))
-    return true;
-
-  // Nothing else is safe.
-  return false;
-}
-
-void IndVarSimplify::RewriteIVExpressions(Loop *L, SCEVExpander &Rewriter) {
-  // Rewrite all induction variable expressions in terms of the canonical
-  // induction variable.
-  //
-  // If there were induction variables of other sizes or offsets, manually
-  // add the offsets to the primary induction variable and cast, avoiding
-  // the need for the code evaluation methods to insert induction variables
-  // of different sizes.
-  for (IVUsers::iterator UI = IU->begin(), E = IU->end(); UI != E; ++UI) {
-    Value *Op = UI->getOperandValToReplace();
-    const Type *UseTy = Op->getType();
-    Instruction *User = UI->getUser();
-
-    // Compute the final addrec to expand into code.
-    const SCEV *AR = IU->getReplacementExpr(*UI);
-
-    // Evaluate the expression out of the loop, if possible.
-    if (!L->contains(UI->getUser())) {
-      const SCEV *ExitVal = SE->getSCEVAtScope(AR, L->getParentLoop());
-      if (SE->isLoopInvariant(ExitVal, L))
-        AR = ExitVal;
-    }
-
-    // FIXME: It is an extremely bad idea to indvar substitute anything more
-    // complex than affine induction variables.  Doing so will put expensive
-    // polynomial evaluations inside of the loop, and the str reduction pass
-    // currently can only reduce affine polynomials.  For now just disable
-    // indvar subst on anything more complex than an affine addrec, unless
-    // it can be expanded to a trivial value.
-    if (!isSafe(AR, L, SE))
-      continue;
-
-    // Determine the insertion point for this user. By default, insert
-    // immediately before the user. The SCEVExpander class will automatically
-    // hoist loop invariants out of the loop. For PHI nodes, there may be
-    // multiple uses, so compute the nearest common dominator for the
-    // incoming blocks.
-    Instruction *InsertPt = User;
-    if (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(InsertPt))
-      for (unsigned i = 0, e = PHI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-        if (PHI->getIncomingValue(i) == Op) {
-          if (InsertPt == User)
-            InsertPt = PHI->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
-          else
-            InsertPt =
-              DT->findNearestCommonDominator(InsertPt->getParent(),
-                                             PHI->getIncomingBlock(i))
-                    ->getTerminator();
-        }
-
-    // Now expand it into actual Instructions and patch it into place.
-    Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(AR, UseTy, InsertPt);
-
-    DEBUG(dbgs() << "INDVARS: Rewrote IV '" << *AR << "' " << *Op << '\n'
-                 << "   into = " << *NewVal << "\n");
-
-    if (!isValidRewrite(Op, NewVal)) {
-      DeadInsts.push_back(NewVal);
-      continue;
-    }
-    // Inform ScalarEvolution that this value is changing. The change doesn't
-    // affect its value, but it does potentially affect which use lists the
-    // value will be on after the replacement, which affects ScalarEvolution's
-    // ability to walk use lists and drop dangling pointers when a value is
-    // deleted.
-    SE->forgetValue(User);
-
-    // Patch the new value into place.
-    if (Op->hasName())
-      NewVal->takeName(Op);
-    User->replaceUsesOfWith(Op, NewVal);
-    UI->setOperandValToReplace(NewVal);
-
-    ++NumRemoved;
-    Changed = true;
-
-    // The old value may be dead now.
-    DeadInsts.push_back(Op);
-  }
-}
-
-/// If there's a single exit block, sink any loop-invariant values that
-/// were defined in the preheader but not used inside the loop into the
-/// exit block to reduce register pressure in the loop.
-void IndVarSimplify::SinkUnusedInvariants(Loop *L) {
-  BasicBlock *ExitBlock = L->getExitBlock();
-  if (!ExitBlock) return;
-
-  BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
-  if (!Preheader) return;
-
-  Instruction *InsertPt = ExitBlock->getFirstNonPHI();
-  BasicBlock::iterator I = Preheader->getTerminator();
-  while (I != Preheader->begin()) {
-    --I;
-    // New instructions were inserted at the end of the preheader.
-    if (isa<PHINode>(I))
-      break;
-
-    // Don't move instructions which might have side effects, since the side
-    // effects need to complete before instructions inside the loop.  Also don't
-    // move instructions which might read memory, since the loop may modify
-    // memory. Note that it's okay if the instruction might have undefined
-    // behavior: LoopSimplify guarantees that the preheader dominates the exit
-    // block.
-    if (I->mayHaveSideEffects() || I->mayReadFromMemory())
-      continue;
-
-    // Skip debug info intrinsics.
-    if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
-      continue;
-
-    // Don't sink static AllocaInsts out of the entry block, which would
-    // turn them into dynamic allocas!
-    if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
-      if (AI->isStaticAlloca())
-        continue;
-
-    // Determine if there is a use in or before the loop (direct or
-    // otherwise).
-    bool UsedInLoop = false;
-    for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
-         UI != UE; ++UI) {
-      User *U = *UI;
-      BasicBlock *UseBB = cast<Instruction>(U)->getParent();
-      if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(U)) {
-        unsigned i =
-          PHINode::getIncomingValueNumForOperand(UI.getOperandNo());
-        UseBB = P->getIncomingBlock(i);
-      }
-      if (UseBB == Preheader || L->contains(UseBB)) {
-        UsedInLoop = true;
-        break;
-      }
-    }
-
-    // If there is, the def must remain in the preheader.
-    if (UsedInLoop)
-      continue;
-
-    // Otherwise, sink it to the exit block.
-    Instruction *ToMove = I;
-    bool Done = false;
-
-    if (I != Preheader->begin()) {
-      // Skip debug info intrinsics.
-      do {
-        --I;
-      } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I) && I != Preheader->begin());
-
-      if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I) && I == Preheader->begin())
-        Done = true;
-    } else {
-      Done = true;
-    }
-
-    ToMove->moveBefore(InsertPt);
-    if (Done) break;
-    InsertPt = ToMove;
-  }
-}
-
-/// ConvertToSInt - Convert APF to an integer, if possible.
-static bool ConvertToSInt(const APFloat &APF, int64_t &IntVal) {
-  bool isExact = false;
-  if (&APF.getSemantics() == &APFloat::PPCDoubleDouble)
-    return false;
-  // See if we can convert this to an int64_t
-  uint64_t UIntVal;
-  if (APF.convertToInteger(&UIntVal, 64, true, APFloat::rmTowardZero,
-                           &isExact) != APFloat::opOK || !isExact)
-    return false;
-  IntVal = UIntVal;
-  return true;
-}
-
-/// HandleFloatingPointIV - If the loop has floating induction variable
-/// then insert corresponding integer induction variable if possible.
-/// For example,
-/// for(double i = 0; i < 10000; ++i)
-///   bar(i)
-/// is converted into
-/// for(int i = 0; i < 10000; ++i)
-///   bar((double)i);
-///
-void IndVarSimplify::HandleFloatingPointIV(Loop *L, PHINode *PN) {
-  unsigned IncomingEdge = L->contains(PN->getIncomingBlock(0));
-  unsigned BackEdge     = IncomingEdge^1;
-
-  // Check incoming value.
-  ConstantFP *InitValueVal =
-    dyn_cast<ConstantFP>(PN->getIncomingValue(IncomingEdge));
-
-  int64_t InitValue;
-  if (!InitValueVal || !ConvertToSInt(InitValueVal->getValueAPF(), InitValue))
-    return;
-
-  // Check IV increment. Reject this PN if increment operation is not
-  // an add or increment value can not be represented by an integer.
-  BinaryOperator *Incr =
-    dyn_cast<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(BackEdge));
-  if (Incr == 0 || Incr->getOpcode() != Instruction::FAdd) return;
-
-  // If this is not an add of the PHI with a constantfp, or if the constant fp
-  // is not an integer, bail out.
-  ConstantFP *IncValueVal = dyn_cast<ConstantFP>(Incr->getOperand(1));
-  int64_t IncValue;
-  if (IncValueVal == 0 || Incr->getOperand(0) != PN ||
-      !ConvertToSInt(IncValueVal->getValueAPF(), IncValue))
-    return;
-
-  // Check Incr uses. One user is PN and the other user is an exit condition
-  // used by the conditional terminator.
-  Value::use_iterator IncrUse = Incr->use_begin();
-  Instruction *U1 = cast<Instruction>(*IncrUse++);
-  if (IncrUse == Incr->use_end()) return;
-  Instruction *U2 = cast<Instruction>(*IncrUse++);
-  if (IncrUse != Incr->use_end()) return;
-
-  // Find exit condition, which is an fcmp.  If it doesn't exist, or if it isn't
-  // only used by a branch, we can't transform it.
-  FCmpInst *Compare = dyn_cast<FCmpInst>(U1);
-  if (!Compare)
-    Compare = dyn_cast<FCmpInst>(U2);
-  if (Compare == 0 || !Compare->hasOneUse() ||
-      !isa<BranchInst>(Compare->use_back()))
-    return;
-
-  BranchInst *TheBr = cast<BranchInst>(Compare->use_back());
-
-  // We need to verify that the branch actually controls the iteration count
-  // of the loop.  If not, the new IV can overflow and no one will notice.
-  // The branch block must be in the loop and one of the successors must be out
-  // of the loop.
-  assert(TheBr->isConditional() && "Can't use fcmp if not conditional");
-  if (!L->contains(TheBr->getParent()) ||
-      (L->contains(TheBr->getSuccessor(0)) &&
-       L->contains(TheBr->getSuccessor(1))))
-    return;
-
-
-  // If it isn't a comparison with an integer-as-fp (the exit value), we can't
-  // transform it.
-  ConstantFP *ExitValueVal = dyn_cast<ConstantFP>(Compare->getOperand(1));
-  int64_t ExitValue;
-  if (ExitValueVal == 0 ||
-      !ConvertToSInt(ExitValueVal->getValueAPF(), ExitValue))
-    return;
-
-  // Find new predicate for integer comparison.
-  CmpInst::Predicate NewPred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
-  switch (Compare->getPredicate()) {
-  default: return;  // Unknown comparison.
-  case CmpInst::FCMP_OEQ:
-  case CmpInst::FCMP_UEQ: NewPred = CmpInst::ICMP_EQ; break;
-  case CmpInst::FCMP_ONE:
-  case CmpInst::FCMP_UNE: NewPred = CmpInst::ICMP_NE; break;
-  case CmpInst::FCMP_OGT:
-  case CmpInst::FCMP_UGT: NewPred = CmpInst::ICMP_SGT; break;
-  case CmpInst::FCMP_OGE:
-  case CmpInst::FCMP_UGE: NewPred = CmpInst::ICMP_SGE; break;
-  case CmpInst::FCMP_OLT:
-  case CmpInst::FCMP_ULT: NewPred = CmpInst::ICMP_SLT; break;
-  case CmpInst::FCMP_OLE:
-  case CmpInst::FCMP_ULE: NewPred = CmpInst::ICMP_SLE; break;
-  }
-
-  // We convert the floating point induction variable to a signed i32 value if
-  // we can.  This is only safe if the comparison will not overflow in a way
-  // that won't be trapped by the integer equivalent operations.  Check for this
-  // now.
-  // TODO: We could use i64 if it is native and the range requires it.
-
-  // The start/stride/exit values must all fit in signed i32.
-  if (!isInt<32>(InitValue) || !isInt<32>(IncValue) || !isInt<32>(ExitValue))
-    return;
-
-  // If not actually striding (add x, 0.0), avoid touching the code.
-  if (IncValue == 0)
-    return;
-
-  // Positive and negative strides have different safety conditions.
-  if (IncValue > 0) {
-    // If we have a positive stride, we require the init to be less than the
-    // exit value and an equality or less than comparison.
-    if (InitValue >= ExitValue ||
-        NewPred == CmpInst::ICMP_SGT || NewPred == CmpInst::ICMP_SGE)
-      return;
-
-    uint32_t Range = uint32_t(ExitValue-InitValue);
-    if (NewPred == CmpInst::ICMP_SLE) {
-      // Normalize SLE -> SLT, check for infinite loop.
-      if (++Range == 0) return;  // Range overflows.
-    }
-
-    unsigned Leftover = Range % uint32_t(IncValue);
-
-    // If this is an equality comparison, we require that the strided value
-    // exactly land on the exit value, otherwise the IV condition will wrap
-    // around and do things the fp IV wouldn't.
-    if ((NewPred == CmpInst::ICMP_EQ || NewPred == CmpInst::ICMP_NE) &&
-        Leftover != 0)
-      return;
-
-    // If the stride would wrap around the i32 before exiting, we can't
-    // transform the IV.
-    if (Leftover != 0 && int32_t(ExitValue+IncValue) < ExitValue)
-      return;
-
-  } else {
-    // If we have a negative stride, we require the init to be greater than the
-    // exit value and an equality or greater than comparison.
-    if (InitValue >= ExitValue ||
-        NewPred == CmpInst::ICMP_SLT || NewPred == CmpInst::ICMP_SLE)
-      return;
-
-    uint32_t Range = uint32_t(InitValue-ExitValue);
-    if (NewPred == CmpInst::ICMP_SGE) {
-      // Normalize SGE -> SGT, check for infinite loop.
-      if (++Range == 0) return;  // Range overflows.
-    }
-
-    unsigned Leftover = Range % uint32_t(-IncValue);
-
-    // If this is an equality comparison, we require that the strided value
-    // exactly land on the exit value, otherwise the IV condition will wrap
-    // around and do things the fp IV wouldn't.
-    if ((NewPred == CmpInst::ICMP_EQ || NewPred == CmpInst::ICMP_NE) &&
-        Leftover != 0)
-      return;
-
-    // If the stride would wrap around the i32 before exiting, we can't
-    // transform the IV.
-    if (Leftover != 0 && int32_t(ExitValue+IncValue) > ExitValue)
-      return;
-  }
-
-  const IntegerType *Int32Ty = Type::getInt32Ty(PN->getContext());
-
-  // Insert new integer induction variable.
-  PHINode *NewPHI = PHINode::Create(Int32Ty, 2, PN->getName()+".int", PN);
-  NewPHI->addIncoming(ConstantInt::get(Int32Ty, InitValue),
-                      PN->getIncomingBlock(IncomingEdge));
-
-  Value *NewAdd =
-    BinaryOperator::CreateAdd(NewPHI, ConstantInt::get(Int32Ty, IncValue),
-                              Incr->getName()+".int", Incr);
-  NewPHI->addIncoming(NewAdd, PN->getIncomingBlock(BackEdge));
-
-  ICmpInst *NewCompare = new ICmpInst(TheBr, NewPred, NewAdd,
-                                      ConstantInt::get(Int32Ty, ExitValue),
-                                      Compare->getName());
-
-  // In the following deletions, PN may become dead and may be deleted.
-  // Use a WeakVH to observe whether this happens.
-  WeakVH WeakPH = PN;
-
-  // Delete the old floating point exit comparison.  The branch starts using the
-  // new comparison.
-  NewCompare->takeName(Compare);
-  Compare->replaceAllUsesWith(NewCompare);
-  RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Compare);
-
-  // Delete the old floating point increment.
-  Incr->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(Incr->getType()));
-  RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Incr);
-
-  // If the FP induction variable still has uses, this is because something else
-  // in the loop uses its value.  In order to canonicalize the induction
-  // variable, we chose to eliminate the IV and rewrite it in terms of an
-  // int->fp cast.
-  //
-  // We give preference to sitofp over uitofp because it is faster on most
-  // platforms.
-  if (WeakPH) {
-    Value *Conv = new SIToFPInst(NewPHI, PN->getType(), "indvar.conv",
-                                 PN->getParent()->getFirstNonPHI());
-    PN->replaceAllUsesWith(Conv);
-    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(PN);
-  }
-
-  // Add a new IVUsers entry for the newly-created integer PHI.
-  if (IU)
-    IU->AddUsersIfInteresting(NewPHI, NewPHI);
+  return Changed;
 }