Update GEP constructors to use an iterator interface to fix
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / IndVarSimplify.cpp
index 5b7e4e1fd9ecdebfec5337ebaf33dedf4f8535fa..5e82ad0f7b5b199d3f754ad98185ca6a2c6e8fea 100644 (file)
@@ -11,7 +11,7 @@
 // computations derived from them) into simpler forms suitable for subsequent
 // analysis and transformation.
 //
-// This transformation make the following changes to each loop with an
+// 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.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "indvars"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/BasicBlock.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
+#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  /// SCEVExpander - This class uses information about analyze scalars to
-  /// rewrite expressions in canonical form.
-  ///
-  /// Clients should create an instance of this class when rewriting is needed,
-  /// and destroying it when finished to allow the release of the associated
-  /// memory.
-  struct SCEVExpander : public SCEVVisitor<SCEVExpander, Value*> {
-    ScalarEvolution &SE;
-    LoopInfo &LI;
-    std::map<SCEVHandle, Value*> InsertedExpressions;
-    std::set<Instruction*> InsertedInstructions;
-
-    Instruction *InsertPt;
-
-    friend struct SCEVVisitor<SCEVExpander, Value*>;
-  public:
-    SCEVExpander(ScalarEvolution &se, LoopInfo &li) : SE(se), LI(li) {}
-
-    /// isInsertedInstruction - Return true if the specified instruction was
-    /// inserted by the code rewriter.  If so, the client should not modify the
-    /// instruction.
-    bool isInsertedInstruction(Instruction *I) const {
-      return InsertedInstructions.count(I);
-    }
-
-    /// getOrInsertCanonicalInductionVariable - This method returns the
-    /// canonical induction variable of the specified type for the specified
-    /// loop (inserting one if there is none).  A canonical induction variable
-    /// starts at zero and steps by one on each iteration.
-    Value *getOrInsertCanonicalInductionVariable(const Loop *L, const Type *Ty){
-      assert((Ty->isInteger() || Ty->isFloatingPoint()) &&
-             "Can only insert integer or floating point induction variables!");
-      SCEVHandle H = SCEVAddRecExpr::get(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Ty),
-                                         SCEVUnknown::getIntegerSCEV(1, Ty), L);
-      return expand(H);
-    }
-
-    /// addInsertedValue - Remember the specified instruction as being the
-    /// canonical form for the specified SCEV.
-    void addInsertedValue(Instruction *I, SCEV *S) {
-      InsertedExpressions[S] = (Value*)I;
-      InsertedInstructions.insert(I);
-    }
-
-    /// expandCodeFor - Insert code to directly compute the specified SCEV
-    /// expression into the program.  The inserted code is inserted into the
-    /// specified block.
-    ///
-    /// If a particular value sign is required, a type may be specified for the
-    /// result.
-    Value *expandCodeFor(SCEVHandle SH, Instruction *IP, const Type *Ty = 0) {
-      // Expand the code for this SCEV.
-      this->InsertPt = IP;
-      return expandInTy(SH, Ty);
-    }
-
-  protected:
-    Value *expand(SCEV *S) {
-      // Check to see if we already expanded this.
-      std::map<SCEVHandle, Value*>::iterator I = InsertedExpressions.find(S);
-      if (I != InsertedExpressions.end())
-        return I->second;
-
-      Value *V = visit(S);
-      InsertedExpressions[S] = V;
-      return V;
-    }
-
-    Value *expandInTy(SCEV *S, const Type *Ty) {
-      Value *V = expand(S);
-      if (Ty && V->getType() != Ty) {
-        // FIXME: keep track of the cast instruction.
-        if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
-          return ConstantExpr::getCast(C, Ty);
-        else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-          // Check to see if there is already a cast.  If there is, use it.
-          for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
-               UI != E; ++UI) {
-            if ((*UI)->getType() == Ty)
-              if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(cast<Instruction>(*UI))) {
-                BasicBlock::iterator It = I; ++It;
-                if (isa<InvokeInst>(I))
-                  It = cast<InvokeInst>(I)->getNormalDest()->begin();
-                while (isa<PHINode>(It)) ++It;
-                if (It != BasicBlock::iterator(CI)) {
-                  // Splice the cast immediately after the operand in question.
-                  BasicBlock::InstListType &InstList =
-                    It->getParent()->getInstList();
-                  InstList.splice(It, CI->getParent()->getInstList(), CI);
-                }
-                return CI;
-              }
-          }
-          BasicBlock::iterator IP = I; ++IP;
-          if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I))
-            IP = II->getNormalDest()->begin();
-          while (isa<PHINode>(IP)) ++IP;
-          return new CastInst(V, Ty, V->getName(), IP);
-        } else {
-          // FIXME: check to see if there is already a cast!
-          return new CastInst(V, Ty, V->getName(), InsertPt);
-        }
-      }
-      return V;
-    }
-
-    Value *visitConstant(SCEVConstant *S) {
-      return S->getValue();
-    }
-
-    Value *visitTruncateExpr(SCEVTruncateExpr *S) {
-      Value *V = expand(S->getOperand());
-      return new CastInst(V, S->getType(), "tmp.", InsertPt);
-    }
-
-    Value *visitZeroExtendExpr(SCEVZeroExtendExpr *S) {
-      Value *V = expandInTy(S->getOperand(),S->getType()->getUnsignedVersion());
-      return new CastInst(V, S->getType(), "tmp.", InsertPt);
-    }
-
-    Value *visitAddExpr(SCEVAddExpr *S) {
-      const Type *Ty = S->getType();
-      Value *V = expandInTy(S->getOperand(S->getNumOperands()-1), Ty);
-
-      // Emit a bunch of add instructions
-      for (int i = S->getNumOperands()-2; i >= 0; --i)
-        V = BinaryOperator::createAdd(V, expandInTy(S->getOperand(i), Ty),
-                                      "tmp.", InsertPt);
-      return V;
-    }
-
-    Value *visitMulExpr(SCEVMulExpr *S);
-
-    Value *visitUDivExpr(SCEVUDivExpr *S) {
-      const Type *Ty = S->getType();
-      Value *LHS = expandInTy(S->getLHS(), Ty);
-      Value *RHS = expandInTy(S->getRHS(), Ty);
-      return BinaryOperator::createDiv(LHS, RHS, "tmp.", InsertPt);
-    }
-
-    Value *visitAddRecExpr(SCEVAddRecExpr *S);
-
-    Value *visitUnknown(SCEVUnknown *S) {
-      return S->getValue();
-    }
-  };
-}
-
-Value *SCEVExpander::visitMulExpr(SCEVMulExpr *S) {
-  const Type *Ty = S->getType();
-  int FirstOp = 0;  // Set if we should emit a subtract.
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(S->getOperand(0)))
-    if (SC->getValue()->isAllOnesValue())
-      FirstOp = 1;
-
-  int i = S->getNumOperands()-2;
-  Value *V = expandInTy(S->getOperand(i+1), Ty);
-
-  // Emit a bunch of multiply instructions
-  for (; i >= FirstOp; --i)
-    V = BinaryOperator::createMul(V, expandInTy(S->getOperand(i), Ty),
-                                  "tmp.", InsertPt);
-  // -1 * ...  --->  0 - ...
-  if (FirstOp == 1)
-    V = BinaryOperator::createNeg(V, "tmp.", InsertPt);
-  return V;
-}
-
-Value *SCEVExpander::visitAddRecExpr(SCEVAddRecExpr *S) {
-  const Type *Ty = S->getType();
-  const Loop *L = S->getLoop();
-  // We cannot yet do fp recurrences, e.g. the xform of {X,+,F} --> X+{0,+,F}
-  assert(Ty->isIntegral() && "Cannot expand fp recurrences yet!");
-
-  // {X,+,F} --> X + {0,+,F}
-  if (!isa<SCEVConstant>(S->getStart()) ||
-      !cast<SCEVConstant>(S->getStart())->getValue()->isNullValue()) {
-    Value *Start = expandInTy(S->getStart(), Ty);
-    std::vector<SCEVHandle> NewOps(S->op_begin(), S->op_end());
-    NewOps[0] = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Ty);
-    Value *Rest = expandInTy(SCEVAddRecExpr::get(NewOps, L), Ty);
-
-    // FIXME: look for an existing add to use.
-    return BinaryOperator::createAdd(Rest, Start, "tmp.", InsertPt);
-  }
-
-  // {0,+,1} --> Insert a canonical induction variable into the loop!
-  if (S->getNumOperands() == 2 &&
-      S->getOperand(1) == SCEVUnknown::getIntegerSCEV(1, Ty)) {
-    // Create and insert the PHI node for the induction variable in the
-    // specified loop.
-    BasicBlock *Header = L->getHeader();
-    PHINode *PN = new PHINode(Ty, "indvar", Header->begin());
-    PN->addIncoming(Constant::getNullValue(Ty), L->getLoopPreheader());
-
-    pred_iterator HPI = pred_begin(Header);
-    assert(HPI != pred_end(Header) && "Loop with zero preds???");
-    if (!L->contains(*HPI)) ++HPI;
-    assert(HPI != pred_end(Header) && L->contains(*HPI) &&
-           "No backedge in loop?");
-
-    // Insert a unit add instruction right before the terminator corresponding
-    // to the back-edge.
-    Constant *One = Ty->isFloatingPoint() ? (Constant*)ConstantFP::get(Ty, 1.0)
-                                          : ConstantInt::get(Ty, 1);
-    Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(PN, One, "indvar.next",
-                                                 (*HPI)->getTerminator());
-
-    pred_iterator PI = pred_begin(Header);
-    if (*PI == L->getLoopPreheader())
-      ++PI;
-    PN->addIncoming(Add, *PI);
-    return PN;
-  }
-
-  // Get the canonical induction variable I for this loop.
-  Value *I = getOrInsertCanonicalInductionVariable(L, Ty);
-
-  if (S->getNumOperands() == 2) {   // {0,+,F} --> i*F
-    Value *F = expandInTy(S->getOperand(1), Ty);
-    return BinaryOperator::createMul(I, F, "tmp.", InsertPt);
-  }
-
-  // If this is a chain of recurrences, turn it into a closed form, using the
-  // folders, then expandCodeFor the closed form.  This allows the folders to
-  // simplify the expression without having to build a bunch of special code
-  // into this folder.
-  SCEVHandle IH = SCEVUnknown::get(I);   // Get I as a "symbolic" SCEV.
-
-  SCEVHandle V = S->evaluateAtIteration(IH);
-  //std::cerr << "Evaluated: " << *this << "\n     to: " << *V << "\n";
-
-  return expandInTy(V, Ty);
-}
-
+STATISTIC(NumRemoved , "Number of aux indvars removed");
+STATISTIC(NumPointer , "Number of pointer indvars promoted");
+STATISTIC(NumInserted, "Number of canonical indvars added");
+STATISTIC(NumReplaced, "Number of exit values replaced");
+STATISTIC(NumLFTR    , "Number of loop exit tests replaced");
 
 namespace {
-  Statistic<> NumRemoved ("indvars", "Number of aux indvars removed");
-  Statistic<> NumPointer ("indvars", "Number of pointer indvars promoted");
-  Statistic<> NumInserted("indvars", "Number of canonical indvars added");
-  Statistic<> NumReplaced("indvars", "Number of exit values replaced");
-  Statistic<> NumLFTR    ("indvars", "Number of loop exit tests replaced");
-
-  class IndVarSimplify : public FunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN IndVarSimplify : public LoopPass {
     LoopInfo        *LI;
     ScalarEvolution *SE;
     bool Changed;
   public:
-    virtual bool runOnFunction(Function &) {
-      LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
-      SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-      Changed = false;
-
-      // Induction Variables live in the header nodes of loops
-      for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
-        runOnLoop(*I);
-      return Changed;
-    }
 
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
-      AU.addRequired<ScalarEvolution>();
-      AU.addRequired<LoopInfo>();
-      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
-      AU.setPreservesCFG();
-    }
+   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+   IndVarSimplify() : LoopPass((intptr_t)&ID) {}
+
+   bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+   bool doInitialization(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+     AU.addRequiredID(LCSSAID);
+     AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+     AU.addRequired<ScalarEvolution>();
+     AU.addRequired<LoopInfo>();
+     AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+     AU.addPreservedID(LCSSAID);
+     AU.setPreservesCFG();
+   }
+
   private:
-    void runOnLoop(Loop *L);
+
     void EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN, BasicBlock *Preheader,
                                     std::set<Instruction*> &DeadInsts);
-    void LinearFunctionTestReplace(Loop *L, SCEV *IterationCount,
-                                   SCEVExpander &RW);
+    Instruction *LinearFunctionTestReplace(Loop *L, SCEV *IterationCount,
+                                           SCEVExpander &RW);
     void RewriteLoopExitValues(Loop *L);
 
     void DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts);
   };
-  RegisterOpt<IndVarSimplify> X("indvars", "Canonicalize Induction Variables");
+
+  char IndVarSimplify::ID = 0;
+  RegisterPass<IndVarSimplify> X("indvars", "Canonicalize Induction Variables");
 }
 
-FunctionPass *llvm::createIndVarSimplifyPass() {
+LoopPass *llvm::createIndVarSimplifyPass() {
   return new IndVarSimplify();
 }
 
@@ -347,7 +115,8 @@ DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts) {
       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
         if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
           Insts.insert(U);
-      SE->deleteInstructionFromRecords(I);
+      SE->deleteValueFromRecords(I);
+      DOUT << "INDVARS: Deleting: " << *I;
       I->eraseFromParent();
       Changed = true;
     }
@@ -365,10 +134,11 @@ void IndVarSimplify::EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN,
   unsigned PreheaderIdx = PN->getBasicBlockIndex(Preheader);
   unsigned BackedgeIdx = PreheaderIdx^1;
   if (GetElementPtrInst *GEPI =
-      dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getIncomingValue(BackedgeIdx)))
+          dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getIncomingValue(BackedgeIdx)))
     if (GEPI->getOperand(0) == PN) {
-      assert(GEPI->getNumOperands() == 2 && "GEP types must mismatch!");
-
+      assert(GEPI->getNumOperands() == 2 && "GEP types must match!");
+      DOUT << "INDVARS: Eliminating pointer recurrence: " << *GEPI;
+      
       // Okay, we found a pointer recurrence.  Transform this pointer
       // recurrence into an integer recurrence.  Compute the value that gets
       // added to the pointer at every iteration.
@@ -398,18 +168,23 @@ void IndVarSimplify::EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN,
           assert(NumOps > 1 && "CE folding didn't work!");
           if (CE->getOperand(NumOps-1)->isNullValue()) {
             // Check to make sure the last index really is an array index.
-            gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPI);
-            for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands()-1;
+            gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE);
+            for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1;
                  i != e; ++i, ++GTI)
               /*empty*/;
             if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
               // Pull the last index out of the constant expr GEP.
-              std::vector<Value*> CEIdxs(CE->op_begin()+1, CE->op_end()-1);
+              SmallVector<Value*, 8> CEIdxs(CE->op_begin()+1, CE->op_end()-1);
               Constant *NCE = ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0),
-                                                             CEIdxs);
-              GetElementPtrInst *NGEPI =
-                new GetElementPtrInst(NCE, Constant::getNullValue(Type::IntTy),
-                                      NewAdd, GEPI->getName(), GEPI);
+                                                             &CEIdxs[0],
+                                                             CEIdxs.size());
+              Value *Idx[2];
+              Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
+              Idx[1] = NewAdd;
+              GetElementPtrInst *NGEPI = new GetElementPtrInst(
+                  NCE, Idx, Idx + 2, 
+                  GEPI->getName(), GEPI);
+              SE->deleteValueFromRecords(GEPI);
               GEPI->replaceAllUsesWith(NGEPI);
               GEPI->eraseFromParent();
               GEPI = NGEPI;
@@ -424,11 +199,10 @@ void IndVarSimplify::EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN,
       if (!PN->use_empty()) {
         BasicBlock::iterator InsertPos = PN; ++InsertPos;
         while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
-        std::string Name = PN->getName(); PN->setName("");
         Value *PreInc =
           new GetElementPtrInst(PN->getIncomingValue(PreheaderIdx),
-                                std::vector<Value*>(1, NewPhi), Name,
-                                InsertPos);
+                                NewPhi, "", InsertPos);
+        PreInc->takeName(PN);
         PN->replaceAllUsesWith(PreInc);
       }
 
@@ -445,13 +219,17 @@ void IndVarSimplify::EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN,
 /// 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.
-void IndVarSimplify::LinearFunctionTestReplace(Loop *L, SCEV *IterationCount,
-                                               SCEVExpander &RW) {
+///
+/// This method returns a "potentially dead" instruction whose computation chain
+/// should be deleted when convenient.
+Instruction *IndVarSimplify::LinearFunctionTestReplace(Loop *L,
+                                                       SCEV *IterationCount,
+                                                       SCEVExpander &RW) {
   // Find the exit block for the loop.  We can currently only handle loops with
   // a single exit.
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
-  if (ExitBlocks.size() != 1) return;
+  if (ExitBlocks.size() != 1) return 0;
   BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[0];
 
   // Make sure there is only one predecessor block in the loop.
@@ -462,19 +240,17 @@ void IndVarSimplify::LinearFunctionTestReplace(Loop *L, SCEV *IterationCount,
       if (ExitingBlock == 0)
         ExitingBlock = *PI;
       else
-        return;  // Multiple exits from loop to this block.
+        return 0;  // Multiple exits from loop to this block.
     }
   assert(ExitingBlock && "Loop info is broken");
 
   if (!isa<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator()))
-    return;  // Can't rewrite non-branch yet
+    return 0;  // Can't rewrite non-branch yet
   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
   assert(BI->isConditional() && "Must be conditional to be part of loop!");
 
-  std::set<Instruction*> InstructionsToDelete;
-  if (Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition()))
-    InstructionsToDelete.insert(Cond);
-
+  Instruction *PotentiallyDeadInst = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
+  
   // 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.
@@ -491,32 +267,33 @@ void IndVarSimplify::LinearFunctionTestReplace(Loop *L, SCEV *IterationCount,
     // The IterationCount expression contains the number of times that the
     // backedge actually branches to the loop header.  This is one less than the
     // number of times the loop executes, so add one to it.
-    Constant *OneC = ConstantInt::get(IterationCount->getType(), 1);
-    TripCount = SCEVAddExpr::get(IterationCount, SCEVUnknown::get(OneC));
+    ConstantInt *OneC = ConstantInt::get(IterationCount->getType(), 1);
+    TripCount = SCEVAddExpr::get(IterationCount, SCEVConstant::get(OneC));
     IndVar = L->getCanonicalInductionVariableIncrement();
   } else {
     // We have to use the preincremented value...
     IndVar = L->getCanonicalInductionVariable();
   }
+  
+  DOUT << "INDVARS: LFTR: TripCount = " << *TripCount
+       << "  IndVar = " << *IndVar << "\n";
 
   // Expand the code for the iteration count into the preheader of the loop.
   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
-  Value *ExitCnt = RW.expandCodeFor(TripCount, Preheader->getTerminator(),
-                                    IndVar->getType());
+  Value *ExitCnt = RW.expandCodeFor(TripCount, Preheader->getTerminator());
 
-  // Insert a new setne or seteq instruction before the branch.
-  Instruction::BinaryOps Opcode;
+  // Insert a new icmp_ne or icmp_eq instruction before the branch.
+  ICmpInst::Predicate Opcode;
   if (L->contains(BI->getSuccessor(0)))
-    Opcode = Instruction::SetNE;
+    Opcode = ICmpInst::ICMP_NE;
   else
-    Opcode = Instruction::SetEQ;
+    Opcode = ICmpInst::ICMP_EQ;
 
-  Value *Cond = new SetCondInst(Opcode, IndVar, ExitCnt, "exitcond", BI);
+  Value *Cond = new ICmpInst(Opcode, IndVar, ExitCnt, "exitcond", BI);
   BI->setCondition(Cond);
   ++NumLFTR;
   Changed = true;
-
-  DeleteTriviallyDeadInstructions(InstructionsToDelete);
+  return PotentiallyDeadInst;
 }
 
 
@@ -535,8 +312,8 @@ void IndVarSimplify::RewriteLoopExitValues(Loop *L) {
   // We insert the code into the preheader of the loop if the loop contains
   // multiple exit blocks, or in the exit block if there is exactly one.
   BasicBlock *BlockToInsertInto;
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
-  L->getExitBlocks(ExitBlocks);
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+  L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
   if (ExitBlocks.size() == 1)
     BlockToInsertInto = ExitBlocks[0];
   else
@@ -547,68 +324,105 @@ void IndVarSimplify::RewriteLoopExitValues(Loop *L) {
   bool HasConstantItCount = isa<SCEVConstant>(SE->getIterationCount(L));
 
   std::set<Instruction*> InstructionsToDelete;
-
-  for (unsigned i = 0, e = L->getBlocks().size(); i != e; ++i)
-    if (LI->getLoopFor(L->getBlocks()[i]) == L) {  // Not in a subloop...
-      BasicBlock *BB = L->getBlocks()[i];
-      for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;) {
-        if (I->getType()->isInteger()) {      // Is an integer instruction
-          SCEVHandle SH = SE->getSCEV(I);
-          if (SH->hasComputableLoopEvolution(L) ||    // Varies predictably
-              HasConstantItCount) {
-            // Find out if this predictably varying value is actually used
-            // outside of the loop.  "extra" as opposed to "intra".
-            std::vector<User*> ExtraLoopUsers;
-            for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
-                 UI != E; ++UI)
-              if (!L->contains(cast<Instruction>(*UI)->getParent()))
-                ExtraLoopUsers.push_back(*UI);
-            if (!ExtraLoopUsers.empty()) {
-              // Okay, this instruction has a user outside of the current loop
-              // and varies predictably in this loop.  Evaluate the value it
-              // contains when the loop exits, and insert code for it.
-              SCEVHandle ExitValue = SE->getSCEVAtScope(I, L->getParentLoop());
-              if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(ExitValue)) {
-                Changed = true;
-                ++NumReplaced;
-                // Remember the next instruction.  The rewriter can move code
-                // around in some cases.
-                BasicBlock::iterator NextI = I; ++NextI;
-
-                Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(ExitValue, InsertPt,
-                                                       I->getType());
-
-                // Rewrite any users of the computed value outside of the loop
-                // with the newly computed value.
-                for (unsigned i = 0, e = ExtraLoopUsers.size(); i != e; ++i)
-                  ExtraLoopUsers[i]->replaceUsesOfWith(I, NewVal);
-
-                // If this instruction is dead now, schedule it to be removed.
-                if (I->use_empty())
-                  InstructionsToDelete.insert(I);
-                I = NextI;
-                continue;  // Skip the ++I
-              }
-            }
-          }
+  std::map<Instruction*, Value*> ExitValues;
+
+  // 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++))) {
+      
+      // Iterate over all of the values in all the PHI nodes.
+      for (unsigned i = 0; i != NumPreds; ++i) {
+        // If the value being merged in is not integer or is not defined
+        // in the loop, skip it.
+        Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
+        if (!isa<Instruction>(InVal) ||
+            // SCEV only supports integer expressions for now.
+            !isa<IntegerType>(InVal->getType()))
+          continue;
+
+        // If this pred is for a subloop, not L itself, skip it.
+        if (LI->getLoopFor(PN->getIncomingBlock(i)) != L) 
+          continue; // The Block is in a subloop, skip it.
+
+        // Check that InVal is defined in the loop.
+        Instruction *Inst = cast<Instruction>(InVal);
+        if (!L->contains(Inst->getParent()))
+          continue;
+        
+        // We require that this value either have a computable evolution or that
+        // the loop have a constant iteration count.  In the case where the loop
+        // has a constant iteration count, we can sometimes force evaluation of
+        // the exit value through brute force.
+        SCEVHandle SH = SE->getSCEV(Inst);
+        if (!SH->hasComputableLoopEvolution(L) && !HasConstantItCount)
+          continue;          // Cannot get exit evolution for the loop value.
+        
+        // Okay, this instruction has a user outside of the current loop
+        // and varies predictably *inside* the loop.  Evaluate the value it
+        // contains when the loop exits, if possible.
+        SCEVHandle ExitValue = SE->getSCEVAtScope(Inst, L->getParentLoop());
+        if (isa<SCEVCouldNotCompute>(ExitValue) ||
+            !ExitValue->isLoopInvariant(L))
+          continue;
+
+        Changed = true;
+        ++NumReplaced;
+        
+        // See if we already computed the exit value for the instruction, if so,
+        // just reuse it.
+        Value *&ExitVal = ExitValues[Inst];
+        if (!ExitVal)
+          ExitVal = Rewriter.expandCodeFor(ExitValue, InsertPt);
+        
+        DOUT << "INDVARS: RLEV: AfterLoopVal = " << *ExitVal
+             << "  LoopVal = " << *Inst << "\n";
+
+        PN->setIncomingValue(i, ExitVal);
+        
+        // If this instruction is dead now, schedule it to be removed.
+        if (Inst->use_empty())
+          InstructionsToDelete.insert(Inst);
+        
+        // See if this is a single-entry LCSSA PHI node.  If so, we can (and
+        // have to) remove
+        // the PHI entirely.  This is safe, because the NewVal won't be variant
+        // in the loop, so we don't need an LCSSA phi node anymore.
+        if (NumPreds == 1) {
+          SE->deleteValueFromRecords(PN);
+          PN->replaceAllUsesWith(ExitVal);
+          PN->eraseFromParent();
+          break;
         }
-
-        // Next instruction.  Continue instruction skips this.
-        ++I;
       }
     }
-
+  }
+  
   DeleteTriviallyDeadInstructions(InstructionsToDelete);
 }
 
+bool IndVarSimplify::doInitialization(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
 
-void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
+  Changed = false;
   // First step.  Check to see if there are any trivial GEP pointer recurrences.
   // If there are, change them into integer recurrences, permitting analysis by
   // the SCEV routines.
   //
   BasicBlock *Header    = L->getHeader();
   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  SE = &LPM.getAnalysis<ScalarEvolution>();
 
   std::set<Instruction*> DeadInsts;
   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
@@ -620,10 +434,21 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
   if (!DeadInsts.empty())
     DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
 
+  return Changed;
+}
+
+bool IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
+
 
-  // Next, transform all loops nesting inside of this loop.
-  for (LoopInfo::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
-    runOnLoop(*I);
+  LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
+  SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
+
+  Changed = false;
+  BasicBlock *Header    = L->getHeader();
+  std::set<Instruction*> DeadInsts;
+  
+  // Verify the input to the pass in already in LCSSA form.
+  assert(L->isLCSSAForm());
 
   // 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
@@ -641,16 +466,16 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
 
   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    if (PN->getType()->isInteger()) {  // FIXME: when we have fast-math, enable!
+    if (PN->getType()->isInteger()) { // FIXME: when we have fast-math, enable!
       SCEVHandle SCEV = SE->getSCEV(PN);
       if (SCEV->hasComputableLoopEvolution(L))
-        // FIXME: Without a strength reduction pass, it is an extremely bad idea
-        // to indvar substitute anything more complex than a linear induction
-        // variable.  Doing so will put expensive multiply instructions inside
-        // of the loop.  For now just disable indvar subst on anything more
-        // complex than a linear addrec.
+        // 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.
         if (SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SCEV))
-          if (AR->getNumOperands() == 2 && isa<SCEVConstant>(AR->getOperand(1)))
+          if (AR->isAffine())
             IndVars.push_back(std::make_pair(PN, SCEV));
     }
   }
@@ -664,9 +489,14 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
       SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
       Rewriter.getOrInsertCanonicalInductionVariable(L,
                                                      IterationCount->getType());
-      LinearFunctionTestReplace(L, IterationCount, Rewriter);
+      if (Instruction *I = LinearFunctionTestReplace(L, IterationCount,
+                                                     Rewriter)) {
+        std::set<Instruction*> InstructionsToDelete;
+        InstructionsToDelete.insert(I);
+        DeleteTriviallyDeadInstructions(InstructionsToDelete);
+      }
     }
-    return;
+    return Changed;
   }
 
   // Compute the type of the largest recurrence expression.
@@ -675,8 +505,9 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
   bool DifferingSizes = false;
   for (unsigned i = 1, e = IndVars.size(); i != e; ++i) {
     const Type *Ty = IndVars[i].first->getType();
-    DifferingSizes |= Ty->getPrimitiveSize() != LargestType->getPrimitiveSize();
-    if (Ty->getPrimitiveSize() > LargestType->getPrimitiveSize())
+    DifferingSizes |= 
+      Ty->getPrimitiveSizeInBits() != LargestType->getPrimitiveSizeInBits();
+    if (Ty->getPrimitiveSizeInBits() > LargestType->getPrimitiveSizeInBits())
       LargestType = Ty;
   }
 
@@ -685,13 +516,20 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
 
   // Now that we know the largest of of the induction variables in this loop,
   // insert a canonical induction variable of the largest size.
-  LargestType = LargestType->getUnsignedVersion();
   Value *IndVar = Rewriter.getOrInsertCanonicalInductionVariable(L,LargestType);
   ++NumInserted;
   Changed = true;
-
-  if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
-    LinearFunctionTestReplace(L, IterationCount, Rewriter);
+  DOUT << "INDVARS: New CanIV: " << *IndVar;
+
+  if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount)) {
+    if (IterationCount->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
+        LargestType->getPrimitiveSizeInBits())
+      IterationCount = SCEVZeroExtendExpr::get(IterationCount, LargestType);
+    else if (IterationCount->getType() != LargestType)
+      IterationCount = SCEVTruncateExpr::get(IterationCount, LargestType);
+    if (Instruction *DI = LinearFunctionTestReplace(L, IterationCount,Rewriter))
+      DeadInsts.insert(DI);
+  }
 
   // Now that we have a canonical induction variable, we can rewrite any
   // recurrences in terms of the induction variable.  Start with the auxillary
@@ -703,30 +541,32 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
   // induction variable to the right size for them, avoiding the need for the
   // code evaluation methods to insert induction variables of different sizes.
   if (DifferingSizes) {
-    bool InsertedSizes[17] = { false };
-    InsertedSizes[LargestType->getPrimitiveSize()] = true;
-    for (unsigned i = 0, e = IndVars.size(); i != e; ++i)
-      if (!InsertedSizes[IndVars[i].first->getType()->getPrimitiveSize()]) {
+    SmallVector<unsigned,4> InsertedSizes;
+    InsertedSizes.push_back(LargestType->getPrimitiveSizeInBits());
+    for (unsigned i = 0, e = IndVars.size(); i != e; ++i) {
+      unsigned ithSize = IndVars[i].first->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
+      if (std::find(InsertedSizes.begin(), InsertedSizes.end(), ithSize)
+          == InsertedSizes.end()) {
         PHINode *PN = IndVars[i].first;
-        InsertedSizes[PN->getType()->getPrimitiveSize()] = true;
-        Instruction *New = new CastInst(IndVar,
-                                        PN->getType()->getUnsignedVersion(),
-                                        "indvar", InsertPt);
+        InsertedSizes.push_back(ithSize);
+        Instruction *New = new TruncInst(IndVar, PN->getType(), "indvar",
+                                         InsertPt);
         Rewriter.addInsertedValue(New, SE->getSCEV(New));
+        DOUT << "INDVARS: Made trunc IV for " << *PN
+             << "   NewVal = " << *New << "\n";
       }
+    }
   }
 
-  // If there were induction variables of other sizes, cast the primary
-  // induction variable to the right size for them, avoiding the need for the
-  // code evaluation methods to insert induction variables of different sizes.
+  // Rewrite all induction variables in terms of the canonical induction
+  // variable.
   std::map<unsigned, Value*> InsertedSizes;
   while (!IndVars.empty()) {
     PHINode *PN = IndVars.back().first;
-    Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(IndVars.back().second, InsertPt,
-                                           PN->getType());
-    std::string Name = PN->getName();
-    PN->setName("");
-    NewVal->setName(Name);
+    Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(IndVars.back().second, InsertPt);
+    DOUT << "INDVARS: Rewrote IV '" << *IndVars.back().second << "' " << *PN
+         << "   into = " << *NewVal << "\n";
+    NewVal->takeName(PN);
 
     // Replace the old PHI Node with the inserted computation.
     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
@@ -749,11 +589,8 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
           SCEVHandle SH = SE->getSCEV(I);
           Value *V = Rewriter.expandCodeFor(SH, I, I->getType());
           if (V != I) {
-            if (isa<Instruction>(V)) {
-              std::string Name = I->getName();
-              I->setName("");
-              V->setName(Name);
-            }
+            if (isa<Instruction>(V))
+              V->takeName(I);
             I->replaceAllUsesWith(V);
             DeadInsts.insert(I);
             ++NumRemoved;
@@ -764,4 +601,7 @@ void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
 #endif
 
   DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
+  
+  assert(L->isLCSSAForm());
+  return Changed;
 }