Now that codegen prepare isn't defeating me, I can finally fix what I set
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopStrengthReduce.cpp
index 19e8840320cfc3512b6eadf252ee437241379ca5..332ddfa488e6ec6c19fb79e1ed1089620836f52d 100644 (file)
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Target/TargetLowering.h"
 #include <algorithm>
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumReduced , "Number of GEPs strength reduced");
+STATISTIC(NumInserted, "Number of PHIs inserted");
+STATISTIC(NumVariable, "Number of PHIs with variable strides");
+
 namespace {
-  Statistic<> NumReduced ("loop-reduce", "Number of GEPs strength reduced");
-  Statistic<> NumInserted("loop-reduce", "Number of PHIs inserted");
+
+  struct BasedUser;
 
   /// IVStrideUse - Keep track of one use of a strided induction variable, where
   /// the stride is stored externally.  The Offset member keeps track of the 
   /// offset from the IV, User is the actual user of the operand, and 'Operand'
   /// is the operand # of the User that is the use.
-  struct IVStrideUse {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN IVStrideUse {
     SCEVHandle Offset;
     Instruction *User;
     Value *OperandValToReplace;
+
+    // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
+    // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
+    // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
+    // instruction for a loop or uses dominated by the loop.
+    bool isUseOfPostIncrementedValue;
     
     IVStrideUse(const SCEVHandle &Offs, Instruction *U, Value *O)
-      : Offset(Offs), User(U), OperandValToReplace(O) {}
+      : Offset(Offs), User(U), OperandValToReplace(O),
+        isUseOfPostIncrementedValue(false) {}
   };
   
   /// IVUsersOfOneStride - This structure keeps track of all instructions that
   /// have an operand that is based on the trip count multiplied by some stride.
   /// The stride for all of these users is common and kept external to this
   /// structure.
-  struct IVUsersOfOneStride {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN IVUsersOfOneStride {
     /// Users - Keep track of all of the users of this stride as well as the
     /// initial value and the operand that uses the IV.
     std::vector<IVStrideUse> Users;
@@ -65,22 +80,54 @@ namespace {
     }
   };
 
+  /// IVInfo - This structure keeps track of one IV expression inserted during
+  /// StrengthReduceStridedIVUsers. It contains the stride, the common base, as
+  /// well as the PHI node and increment value created for rewrite.
+  struct VISIBILITY_HIDDEN IVExpr {
+    SCEVHandle  Stride;
+    SCEVHandle  Base;
+    PHINode    *PHI;
+    Value      *IncV;
+
+    IVExpr()
+      : Stride(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty)),
+        Base  (SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty)) {}
+    IVExpr(const SCEVHandle &stride, const SCEVHandle &base, PHINode *phi,
+           Value *incv)
+      : Stride(stride), Base(base), PHI(phi), IncV(incv) {}
+  };
+
+  /// IVsOfOneStride - This structure keeps track of all IV expression inserted
+  /// during StrengthReduceStridedIVUsers for a particular stride of the IV.
+  struct VISIBILITY_HIDDEN IVsOfOneStride {
+    std::vector<IVExpr> IVs;
+
+    void addIV(const SCEVHandle &Stride, const SCEVHandle &Base, PHINode *PHI,
+               Value *IncV) {
+      IVs.push_back(IVExpr(Stride, Base, PHI, IncV));
+    }
+  };
 
-  class LoopStrengthReduce : public FunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN LoopStrengthReduce : public LoopPass {
     LoopInfo *LI;
-    DominatorSet *DS;
+    ETForest *EF;
     ScalarEvolution *SE;
     const TargetData *TD;
     const Type *UIntPtrTy;
     bool Changed;
 
-    /// MaxTargetAMSize - This is the maximum power-of-two scale value that the
-    /// target can handle for free with its addressing modes.
-    unsigned MaxTargetAMSize;
-
     /// IVUsesByStride - Keep track of all uses of induction variables that we
     /// are interested in.  The key of the map is the stride of the access.
-    std::map<Value*, IVUsersOfOneStride> IVUsesByStride;
+    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride> IVUsesByStride;
+
+    /// IVsByStride - Keep track of all IVs that have been inserted for a
+    /// particular stride.
+    std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride> IVsByStride;
+
+    /// StrideOrder - An ordering of the keys in IVUsesByStride that is stable:
+    /// We use this to iterate over the IVUsesByStride collection without being
+    /// dependent on random ordering of pointers in the process.
+    std::vector<SCEVHandle> StrideOrder;
 
     /// CastedValues - As we need to cast values to uintptr_t, this keeps track
     /// of the casted version of each value.  This is accessed by
@@ -90,84 +137,76 @@ namespace {
     /// DeadInsts - Keep track of instructions we may have made dead, so that
     /// we can remove them after we are done working.
     std::set<Instruction*> DeadInsts;
-  public:
-    LoopStrengthReduce(unsigned MTAMS = 1)
-      : MaxTargetAMSize(MTAMS) {
-    }
 
-    virtual bool runOnFunction(Function &) {
-      LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
-      DS = &getAnalysis<DominatorSet>();
-      SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-      TD = &getAnalysis<TargetData>();
-      UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
-      Changed = false;
+    /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
+    /// transformation profitability.
+    const TargetLowering *TLI;
 
-      for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
-        runOnLoop(*I);
-      
-      return Changed;
+  public:
+    LoopStrengthReduce(const TargetLowering *tli = NULL) : TLI(tli) {
     }
 
+    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.setPreservesCFG();
+      // We split critical edges, so we change the CFG.  However, we do update
+      // many analyses if they are around.
+      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+      AU.addPreserved<LoopInfo>();
+      AU.addPreserved<ETForest>();
+      AU.addPreserved<ImmediateDominators>();
+      AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
+      AU.addPreserved<DominatorTree>();
+
       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
       AU.addRequired<LoopInfo>();
-      AU.addRequired<DominatorSet>();
+      AU.addRequired<ETForest>();
       AU.addRequired<TargetData>();
       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
     }
     
     /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
     ///
-    Value *getCastedVersionOf(Value *V);
+    Value *getCastedVersionOf(Instruction::CastOps opcode, Value *V);
 private:
-    void runOnLoop(Loop *L);
     bool AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
                                std::set<Instruction*> &Processed);
     SCEVHandle GetExpressionSCEV(Instruction *E, Loop *L);
 
+    void OptimizeIndvars(Loop *L);
+    bool FindIVForUser(ICmpInst *Cond, IVStrideUse *&CondUse,
+                       const SCEVHandle *&CondStride);
+
+    unsigned CheckForIVReuse(const SCEVHandle&, IVExpr&, const Type*,
+                             const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
+
+    bool ValidStride(int64_t, const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
 
-    void StrengthReduceStridedIVUsers(Value *Stride, IVUsersOfOneStride &Uses,
+    void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
+                                      IVUsersOfOneStride &Uses,
                                       Loop *L, bool isOnlyStride);
     void DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts);
   };
-  RegisterOpt<LoopStrengthReduce> X("loop-reduce",
-                                    "Strength Reduce GEP Uses of Ind. Vars");
+  RegisterPass<LoopStrengthReduce> X("loop-reduce", "Loop Strength Reduction");
 }
 
-FunctionPass *llvm::createLoopStrengthReducePass(unsigned MaxTargetAMSize) {
-  return new LoopStrengthReduce(MaxTargetAMSize);
+LoopPass *llvm::createLoopStrengthReducePass(const TargetLowering *TLI) {
+  return new LoopStrengthReduce(TLI);
 }
 
-/// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
+/// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t. This
+/// assumes that the Value* V is of integer or pointer type only.
 ///
-Value *LoopStrengthReduce::getCastedVersionOf(Value *V) {
+Value *LoopStrengthReduce::getCastedVersionOf(Instruction::CastOps opcode, 
+                                              Value *V) {
   if (V->getType() == UIntPtrTy) return V;
   if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(V))
-    return ConstantExpr::getCast(CB, UIntPtrTy);
+    return ConstantExpr::getCast(opcode, CB, UIntPtrTy);
 
   Value *&New = CastedPointers[V];
   if (New) return New;
   
-  BasicBlock::iterator InsertPt;
-  if (Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(V)) {
-    // Insert into the entry of the function, after any allocas.
-    InsertPt = Arg->getParent()->begin()->begin();
-    while (isa<AllocaInst>(InsertPt)) ++InsertPt;
-  } else {
-    if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(V)) {
-      InsertPt = II->getNormalDest()->begin();
-    } else {
-      InsertPt = cast<Instruction>(V);
-      ++InsertPt;
-    }
-
-    // Do not insert casts into the middle of PHI node blocks.
-    while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
-  }
-  
-  New = new CastInst(V, UIntPtrTy, V->getName(), InsertPt);
+  New = SCEVExpander::InsertCastOfTo(opcode, V, UIntPtrTy);
   DeadInsts.insert(cast<Instruction>(New));
   return New;
 }
@@ -196,8 +235,22 @@ DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts) {
 /// GetExpressionSCEV - Compute and return the SCEV for the specified
 /// instruction.
 SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
+  // Pointer to pointer bitcast instructions return the same value as their
+  // operand.
+  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Exp)) {
+    if (SE->hasSCEV(BCI) || !isa<Instruction>(BCI->getOperand(0)))
+      return SE->getSCEV(BCI);
+    SCEVHandle R = GetExpressionSCEV(cast<Instruction>(BCI->getOperand(0)), L);
+    SE->setSCEV(BCI, R);
+    return R;
+  }
+
+  // Scalar Evolutions doesn't know how to compute SCEV's for GEP instructions.
+  // If this is a GEP that SE doesn't know about, compute it now and insert it.
+  // If this is not a GEP, or if we have already done this computation, just let
+  // SE figure it out.
   GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Exp);
-  if (!GEP)
+  if (!GEP || SE->hasSCEV(GEP))
     return SE->getSCEV(Exp);
     
   // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction, looking
@@ -206,7 +259,8 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
 
   // Build up the base expression.  Insert an LLVM cast of the pointer to
   // uintptr_t first.
-  SCEVHandle GEPVal = SCEVUnknown::get(getCastedVersionOf(GEP->getOperand(0)));
+  SCEVHandle GEPVal = SCEVUnknown::get(
+      getCastedVersionOf(Instruction::PtrToInt, GEP->getOperand(0)));
 
   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
   
@@ -216,23 +270,30 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
     // operand.
     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
-      unsigned Idx = cast<ConstantUInt>(GEP->getOperand(i))->getValue();
-      uint64_t Offset = SL->MemberOffsets[Idx];
+      unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))->getZExtValue();
+      uint64_t Offset = SL->getElementOffset(Idx);
       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal,
                                 SCEVUnknown::getIntegerSCEV(Offset, UIntPtrTy));
     } else {
-      Value *OpVal = getCastedVersionOf(GEP->getOperand(i));
+      unsigned GEPOpiBits = 
+        GEP->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
+      unsigned IntPtrBits = UIntPtrTy->getPrimitiveSizeInBits();
+      Instruction::CastOps opcode = (GEPOpiBits < IntPtrBits ? 
+          Instruction::SExt : (GEPOpiBits > IntPtrBits ? Instruction::Trunc :
+            Instruction::BitCast));
+      Value *OpVal = getCastedVersionOf(opcode, GEP->getOperand(i));
       SCEVHandle Idx = SE->getSCEV(OpVal);
 
       uint64_t TypeSize = TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType());
       if (TypeSize != 1)
         Idx = SCEVMulExpr::get(Idx,
-                               SCEVConstant::get(ConstantUInt::get(UIntPtrTy,
+                               SCEVConstant::get(ConstantInt::get(UIntPtrTy,
                                                                    TypeSize)));
       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal, Idx);
     }
   }
 
+  SE->setSCEV(GEP, GEPVal);
   return GEPVal;
 }
 
@@ -241,7 +302,7 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
 /// is.  The stride must be a loop invariant expression, but the start may be
 /// a mix of loop invariant and loop variant expressions.
 static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
-                                  SCEVHandle &Start, Value *&Stride) {
+                                  SCEVHandle &Start, SCEVHandle &Stride) {
   SCEVHandle TheAddRec = Start;   // Initialize to zero.
 
   // If the outer level is an AddExpr, the operands are all start values except
@@ -258,7 +319,7 @@ static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
         Start = SCEVAddExpr::get(Start, AE->getOperand(i));
       }
         
-  } else if (SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SH)) {
+  } else if (isa<SCEVAddRecExpr>(SH)) {
     TheAddRec = SH;
   } else {
     return false;  // not analyzable.
@@ -272,25 +333,77 @@ static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
 
   Start = SCEVAddExpr::get(Start, AddRec->getOperand(0));
   
-  // FIXME: generalize to IV's with more complex strides (must emit stride
-  // expression outside of loop!)
   if (!isa<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1)))
-    return false;
+    DOUT << "[" << L->getHeader()->getName()
+         << "] Variable stride: " << *AddRec << "\n";
+
+  Stride = AddRec->getOperand(1);
+  return true;
+}
+
+/// IVUseShouldUsePostIncValue - We have discovered a "User" of an IV expression
+/// and now we need to decide whether the user should use the preinc or post-inc
+/// value.  If this user should use the post-inc version of the IV, return true.
+///
+/// Choosing wrong here can break dominance properties (if we choose to use the
+/// post-inc value when we cannot) or it can end up adding extra live-ranges to
+/// the loop, resulting in reg-reg copies (if we use the pre-inc value when we
+/// should use the post-inc value).
+static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
+                                       Loop *L, ETForest *EF, Pass *P) {
+  // If the user is in the loop, use the preinc value.
+  if (L->contains(User->getParent())) return false;
+  
+  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
+  
+  // Ok, the user is outside of the loop.  If it is dominated by the latch
+  // block, use the post-inc value.
+  if (EF->dominates(LatchBlock, User->getParent()))
+    return true;
+
+  // There is one case we have to be careful of: PHI nodes.  These little guys
+  // can live in blocks that do not dominate the latch block, but (since their
+  // uses occur in the predecessor block, not the block the PHI lives in) should
+  // still use the post-inc value.  Check for this case now.
+  PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User);
+  if (!PN) return false;  // not a phi, not dominated by latch block.
   
-  SCEVConstant *StrideC = cast<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1));
-  Stride = StrideC->getValue();
+  // Look at all of the uses of IV by the PHI node.  If any use corresponds to
+  // a block that is not dominated by the latch block, give up and use the
+  // preincremented value.
+  unsigned NumUses = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+    if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
+      ++NumUses;
+      if (!EF->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
+        return false;
+    }
 
-  assert(Stride->getType()->isUnsigned() &&
-         "Constants should be canonicalized to unsigned!");
+  // Okay, all uses of IV by PN are in predecessor blocks that really are
+  // dominated by the latch block.  Split the critical edges and use the
+  // post-incremented value.
+  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+    if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
+      SplitCriticalEdge(PN->getIncomingBlock(i), PN->getParent(), P,
+                        true);
+      // Splitting the critical edge can reduce the number of entries in this
+      // PHI.
+      e = PN->getNumIncomingValues();
+      if (--NumUses == 0) break;
+    }
+  
   return true;
 }
 
+  
+
 /// AddUsersIfInteresting - Inspect the specified instruction.  If it is a
 /// reducible SCEV, recursively add its users to the IVUsesByStride set and
 /// return true.  Otherwise, return false.
 bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
                                             std::set<Instruction*> &Processed) {
-  if (I->getType() == Type::VoidTy) return false;
+  if (!I->getType()->isInteger() && !isa<PointerType>(I->getType()))
+      return false;   // Void and FP expressions cannot be reduced.
   if (!Processed.insert(I).second)
     return true;    // Instruction already handled.
   
@@ -300,34 +413,52 @@ bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
   
   // Get the start and stride for this expression.
   SCEVHandle Start = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, ISE->getType());
-  Value *Stride = 0;
+  SCEVHandle Stride = Start;
   if (!getSCEVStartAndStride(ISE, L, Start, Stride))
     return false;  // Non-reducible symbolic expression, bail out.
-  
-  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;++UI){
+
+  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;{
     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 
+    // Increment iterator now because IVUseShouldUsePostIncValue may remove 
+    // User from the list of I users.
+    ++UI;
+
     // Do not infinitely recurse on PHI nodes.
-    if (isa<PHINode>(User) && User->getParent() == L->getHeader())
+    if (isa<PHINode>(User) && Processed.count(User))
       continue;
 
     // If this is an instruction defined in a nested loop, or outside this loop,
     // don't recurse into it.
     bool AddUserToIVUsers = false;
     if (LI->getLoopFor(User->getParent()) != L) {
-      DEBUG(std::cerr << "FOUND USER in nested loop: " << *User
-            << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n");
+      DOUT << "FOUND USER in other loop: " << *User
+           << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n";
       AddUserToIVUsers = true;
     } else if (!AddUsersIfInteresting(User, L, Processed)) {
-      DEBUG(std::cerr << "FOUND USER: " << *User
-            << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n");
+      DOUT << "FOUND USER: " << *User
+           << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n";
       AddUserToIVUsers = true;
     }
 
     if (AddUserToIVUsers) {
+      IVUsersOfOneStride &StrideUses = IVUsesByStride[Stride];
+      if (StrideUses.Users.empty())     // First occurance of this stride?
+        StrideOrder.push_back(Stride);
+      
       // Okay, we found a user that we cannot reduce.  Analyze the instruction
-      // and decide what to do with it.
-      IVUsesByStride[Stride].addUser(Start, User, I);
+      // and decide what to do with it.  If we are a use inside of the loop, use
+      // the value before incrementation, otherwise use it after incrementation.
+      if (IVUseShouldUsePostIncValue(User, I, L, EF, this)) {
+        // The value used will be incremented by the stride more than we are
+        // expecting, so subtract this off.
+        SCEVHandle NewStart = SCEV::getMinusSCEV(Start, Stride);
+        StrideUses.addUser(NewStart, User, I);
+        StrideUses.Users.back().isUseOfPostIncrementedValue = true;
+        DOUT << "   USING POSTINC SCEV, START=" << *NewStart<< "\n";
+      } else {        
+        StrideUses.addUser(Start, User, I);
+      }
     }
   }
   return true;
@@ -337,6 +468,12 @@ namespace {
   /// BasedUser - For a particular base value, keep information about how we've
   /// partitioned the expression so far.
   struct BasedUser {
+    /// Base - The Base value for the PHI node that needs to be inserted for
+    /// this use.  As the use is processed, information gets moved from this
+    /// field to the Imm field (below).  BasedUser values are sorted by this
+    /// field.
+    SCEVHandle Base;
+    
     /// Inst - The instruction using the induction variable.
     Instruction *Inst;
 
@@ -353,105 +490,253 @@ namespace {
     /// operation.  This is null if we should just use zero so far.
     Value *EmittedBase;
 
-    BasedUser(Instruction *I, Value *Op, const SCEVHandle &IMM)
-      : Inst(I), OperandValToReplace(Op), Imm(IMM), EmittedBase(0) {}
+    // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
+    // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
+    // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
+    // instruction for a loop and uses outside the loop that are dominated by
+    // the loop.
+    bool isUseOfPostIncrementedValue;
+    
+    BasedUser(IVStrideUse &IVSU)
+      : Base(IVSU.Offset), Inst(IVSU.User), 
+        OperandValToReplace(IVSU.OperandValToReplace), 
+        Imm(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Base->getType())), EmittedBase(0),
+        isUseOfPostIncrementedValue(IVSU.isUseOfPostIncrementedValue) {}
 
     // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
     // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
     // to it.
-    void RewriteInstructionToUseNewBase(Value *NewBase, SCEVExpander &Rewriter);
-
-    // No need to compare these.
-    bool operator<(const BasedUser &BU) const { return 0; }
-
+    void RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
+                                        SCEVExpander &Rewriter, Loop *L,
+                                        Pass *P);
+    
+    Value *InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase, 
+                                       SCEVExpander &Rewriter,
+                                       Instruction *IP, Loop *L);
     void dump() const;
   };
 }
 
 void BasedUser::dump() const {
-  std::cerr << " Imm=" << *Imm;
+  cerr << " Base=" << *Base;
+  cerr << " Imm=" << *Imm;
   if (EmittedBase)
-    std::cerr << "  EB=" << *EmittedBase;
+    cerr << "  EB=" << *EmittedBase;
 
-  std::cerr << "   Inst: " << *Inst;
+  cerr << "   Inst: " << *Inst;
 }
 
+Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase, 
+                                              SCEVExpander &Rewriter,
+                                              Instruction *IP, Loop *L) {
+  // Figure out where we *really* want to insert this code.  In particular, if
+  // the user is inside of a loop that is nested inside of L, we really don't
+  // want to insert this expression before the user, we'd rather pull it out as
+  // many loops as possible.
+  LoopInfo &LI = Rewriter.getLoopInfo();
+  Instruction *BaseInsertPt = IP;
+  
+  // Figure out the most-nested loop that IP is in.
+  Loop *InsertLoop = LI.getLoopFor(IP->getParent());
+  
+  // If InsertLoop is not L, and InsertLoop is nested inside of L, figure out
+  // the preheader of the outer-most loop where NewBase is not loop invariant.
+  while (InsertLoop && NewBase->isLoopInvariant(InsertLoop)) {
+    BaseInsertPt = InsertLoop->getLoopPreheader()->getTerminator();
+    InsertLoop = InsertLoop->getParentLoop();
+  }
+  
+  // If there is no immediate value, skip the next part.
+  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Imm))
+    if (SC->getValue()->isZero())
+      return Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt,
+                                    OperandValToReplace->getType());
+
+  Value *Base = Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
+  
+  // Always emit the immediate (if non-zero) into the same block as the user.
+  SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(Base), Imm);
+  return Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, IP,
+                                OperandValToReplace->getType());
+}
+
+
 // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
 // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
 // to it.
-void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(Value *NewBase,
-                                               SCEVExpander &Rewriter) {
+void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
+                                               SCEVExpander &Rewriter,
+                                               Loop *L, Pass *P) {
   if (!isa<PHINode>(Inst)) {
-    SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewBase), Imm);
-    Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, Inst,
-                                           OperandValToReplace->getType());
+    // By default, insert code at the user instruction.
+    BasicBlock::iterator InsertPt = Inst;
     
+    // However, if the Operand is itself an instruction, the (potentially
+    // complex) inserted code may be shared by many users.  Because of this, we
+    // want to emit code for the computation of the operand right before its old
+    // computation.  This is usually safe, because we obviously used to use the
+    // computation when it was computed in its current block.  However, in some
+    // cases (e.g. use of a post-incremented induction variable) the NewBase
+    // value will be pinned to live somewhere after the original computation.
+    // In this case, we have to back off.
+    if (!isUseOfPostIncrementedValue) {
+      if (Instruction *OpInst = dyn_cast<Instruction>(OperandValToReplace)) { 
+        InsertPt = OpInst;
+        while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
+      }
+    }
+    
+    Value *NewVal = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
     // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
     Inst->replaceUsesOfWith(OperandValToReplace, NewVal);
-    DEBUG(std::cerr << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst);
+    DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst;
     return;
   }
   
   // PHI nodes are more complex.  We have to insert one copy of the NewBase+Imm
-  // expression into each operand block that uses it.
+  // expression into each operand block that uses it.  Note that PHI nodes can
+  // have multiple entries for the same predecessor.  We use a map to make sure
+  // that a PHI node only has a single Value* for each predecessor (which also
+  // prevents us from inserting duplicate code in some blocks).
+  std::map<BasicBlock*, Value*> InsertedCode;
   PHINode *PN = cast<PHINode>(Inst);
   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
     if (PN->getIncomingValue(i) == OperandValToReplace) {
-      // FIXME: this should split any critical edges.
+      // If this is a critical edge, split the edge so that we do not insert the
+      // code on all predecessor/successor paths.  We do this unless this is the
+      // canonical backedge for this loop, as this can make some inserted code
+      // be in an illegal position.
+      BasicBlock *PHIPred = PN->getIncomingBlock(i);
+      if (e != 1 && PHIPred->getTerminator()->getNumSuccessors() > 1 &&
+          (PN->getParent() != L->getHeader() || !L->contains(PHIPred))) {
+        
+        // First step, split the critical edge.
+        SplitCriticalEdge(PHIPred, PN->getParent(), P, true);
+            
+        // Next step: move the basic block.  In particular, if the PHI node
+        // is outside of the loop, and PredTI is in the loop, we want to
+        // move the block to be immediately before the PHI block, not
+        // immediately after PredTI.
+        if (L->contains(PHIPred) && !L->contains(PN->getParent())) {
+          BasicBlock *NewBB = PN->getIncomingBlock(i);
+          NewBB->moveBefore(PN->getParent());
+        }
+        
+        // Splitting the edge can reduce the number of PHI entries we have.
+        e = PN->getNumIncomingValues();
+      }
 
-      // Insert the code into the end of the predecessor block.
-      BasicBlock::iterator InsertPt = PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
-      
-      SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewBase), Imm);
-      Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, InsertPt,
-                                             OperandValToReplace->getType());
+      Value *&Code = InsertedCode[PN->getIncomingBlock(i)];
+      if (!Code) {
+        // Insert the code into the end of the predecessor block.
+        Instruction *InsertPt = PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
+        Code = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
+      }
       
       // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
-      PN->setIncomingValue(i, NewVal);
+      PN->setIncomingValue(i, Code);
       Rewriter.clear();
     }
   }
-  DEBUG(std::cerr << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst);
+  DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst;
 }
 
 
 /// isTargetConstant - Return true if the following can be referenced by the
 /// immediate field of a target instruction.
-static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V) {
-
-  // FIXME: Look at the target to decide if &GV is a legal constant immediate.
-  if (isa<SCEVConstant>(V)) return true;
-
-  return false;     // ENABLE this for x86
+static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V, const Type *UseTy,
+                             const TargetLowering *TLI) {
+  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
+    int64_t VC = SC->getValue()->getSExtValue();
+    if (TLI) {
+      TargetLowering::AddrMode AM;
+      AM.BaseOffs = VC;
+      return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
+    } else {
+      // Defaults to PPC. PPC allows a sign-extended 16-bit immediate field.
+      return (VC > -(1 << 16) && VC < (1 << 16)-1);
+    }
+  }
 
   if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V))
     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(SU->getValue()))
-      if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast)
-        if (isa<GlobalValue>(CE->getOperand(0)))
-          // FIXME: should check to see that the dest is uintptr_t!
-          return true;
+      if (TLI && CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
+        Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
+        if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Op0)) {
+          TargetLowering::AddrMode AM;
+          AM.BaseGV = GV;
+          return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
+        }
+      }
   return false;
 }
 
+/// MoveLoopVariantsToImediateField - Move any subexpressions from Val that are
+/// loop varying to the Imm operand.
+static void MoveLoopVariantsToImediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
+                                            Loop *L) {
+  if (Val->isLoopInvariant(L)) return;  // Nothing to do.
+  
+  if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
+    std::vector<SCEVHandle> NewOps;
+    NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
+    
+    for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
+      if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
+        // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
+        // field of the expression.
+        Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
+      } else {
+        NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
+      }
+
+    if (NewOps.empty())
+      Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
+    else
+      Val = SCEVAddExpr::get(NewOps);
+  } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
+    // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
+    SCEVHandle Start = SARE->getStart();
+    MoveLoopVariantsToImediateField(Start, Imm, L);
+    
+    std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
+    Ops[0] = Start;
+    Val = SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop());
+  } else {
+    // Otherwise, all of Val is variant, move the whole thing over.
+    Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
+    Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
+  }
+}
+
+
 /// MoveImmediateValues - Look at Val, and pull out any additions of constants
 /// that can fit into the immediate field of instructions in the target.
 /// Accumulate these immediate values into the Imm value.
-static void MoveImmediateValues(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
+static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
+                                Instruction *User,
+                                SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
                                 bool isAddress, Loop *L) {
+  const Type *UseTy = User->getType();
+  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User))
+    UseTy = SI->getOperand(0)->getType();
+
   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
     
-    for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
-      if (isAddress && isTargetConstant(SAE->getOperand(i))) {
-        Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
-      } else if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
+    for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i) {
+      SCEVHandle NewOp = SAE->getOperand(i);
+      MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, Imm, isAddress, L);
+      
+      if (!NewOp->isLoopInvariant(L)) {
         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
         // field of the expression.
-        Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
+        Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, NewOp);
       } else {
-        NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
+        NewOps.push_back(NewOp);
       }
+    }
 
     if (NewOps.empty())
       Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
@@ -461,7 +746,7 @@ static void MoveImmediateValues(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
-    MoveImmediateValues(Start, Imm, isAddress, L);
+    MoveImmediateValues(TLI, User, Start, Imm, isAddress, L);
     
     if (Start != SARE->getStart()) {
       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
@@ -469,11 +754,36 @@ static void MoveImmediateValues(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
       Val = SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop());
     }
     return;
+  } else if (SCEVMulExpr *SME = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Val)) {
+    // Transform "8 * (4 + v)" -> "32 + 8*V" if "32" fits in the immed field.
+    if (isAddress && isTargetConstant(SME->getOperand(0), UseTy, TLI) &&
+        SME->getNumOperands() == 2 && SME->isLoopInvariant(L)) {
+
+      SCEVHandle SubImm = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
+      SCEVHandle NewOp = SME->getOperand(1);
+      MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, SubImm, isAddress, L);
+      
+      // If we extracted something out of the subexpressions, see if we can 
+      // simplify this!
+      if (NewOp != SME->getOperand(1)) {
+        // Scale SubImm up by "8".  If the result is a target constant, we are
+        // good.
+        SubImm = SCEVMulExpr::get(SubImm, SME->getOperand(0));
+        if (isTargetConstant(SubImm, UseTy, TLI)) {
+          // Accumulate the immediate.
+          Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SubImm);
+          
+          // Update what is left of 'Val'.
+          Val = SCEVMulExpr::get(SME->getOperand(0), NewOp);
+          return;
+        }
+      }
+    }
   }
 
   // Loop-variant expressions must stay in the immediate field of the
   // expression.
-  if ((isAddress && isTargetConstant(Val)) ||
+  if ((isAddress && isTargetConstant(Val, UseTy, TLI)) ||
       !Val->isLoopInvariant(L)) {
     Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
     Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
@@ -483,118 +793,450 @@ static void MoveImmediateValues(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
   // Otherwise, no immediates to move.
 }
 
+
+/// SeparateSubExprs - Decompose Expr into all of the subexpressions that are
+/// added together.  This is used to reassociate common addition subexprs
+/// together for maximal sharing when rewriting bases.
+static void SeparateSubExprs(std::vector<SCEVHandle> &SubExprs,
+                             SCEVHandle Expr) {
+  if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr)) {
+    for (unsigned j = 0, e = AE->getNumOperands(); j != e; ++j)
+      SeparateSubExprs(SubExprs, AE->getOperand(j));
+  } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr)) {
+    SCEVHandle Zero = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Expr->getType());
+    if (SARE->getOperand(0) == Zero) {
+      SubExprs.push_back(Expr);
+    } else {
+      // Compute the addrec with zero as its base.
+      std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
+      Ops[0] = Zero;   // Start with zero base.
+      SubExprs.push_back(SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop()));
+      
+
+      SeparateSubExprs(SubExprs, SARE->getOperand(0));
+    }
+  } else if (!isa<SCEVConstant>(Expr) ||
+             !cast<SCEVConstant>(Expr)->getValue()->isZero()) {
+    // Do not add zero.
+    SubExprs.push_back(Expr);
+  }
+}
+
+
+/// RemoveCommonExpressionsFromUseBases - Look through all of the uses in Bases,
+/// removing any common subexpressions from it.  Anything truly common is
+/// removed, accumulated, and returned.  This looks for things like (a+b+c) and
+/// (a+c+d) -> (a+c).  The common expression is *removed* from the Bases.
+static SCEVHandle 
+RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses) {
+  unsigned NumUses = Uses.size();
+
+  // Only one use?  Use its base, regardless of what it is!
+  SCEVHandle Zero = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Uses[0].Base->getType());
+  SCEVHandle Result = Zero;
+  if (NumUses == 1) {
+    std::swap(Result, Uses[0].Base);
+    return Result;
+  }
+
+  // To find common subexpressions, count how many of Uses use each expression.
+  // If any subexpressions are used Uses.size() times, they are common.
+  std::map<SCEVHandle, unsigned> SubExpressionUseCounts;
+  
+  // UniqueSubExprs - Keep track of all of the subexpressions we see in the
+  // order we see them.
+  std::vector<SCEVHandle> UniqueSubExprs;
+
+  std::vector<SCEVHandle> SubExprs;
+  for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
+    // If the base is zero (which is common), return zero now, there are no
+    // CSEs we can find.
+    if (Uses[i].Base == Zero) return Zero;
+
+    // Split the expression into subexprs.
+    SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base);
+    // Add one to SubExpressionUseCounts for each subexpr present.
+    for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
+      if (++SubExpressionUseCounts[SubExprs[j]] == 1)
+        UniqueSubExprs.push_back(SubExprs[j]);
+    SubExprs.clear();
+  }
+
+  // Now that we know how many times each is used, build Result.  Iterate over
+  // UniqueSubexprs so that we have a stable ordering.
+  for (unsigned i = 0, e = UniqueSubExprs.size(); i != e; ++i) {
+    std::map<SCEVHandle, unsigned>::iterator I = 
+       SubExpressionUseCounts.find(UniqueSubExprs[i]);
+    assert(I != SubExpressionUseCounts.end() && "Entry not found?");
+    if (I->second == NumUses) {  // Found CSE!
+      Result = SCEVAddExpr::get(Result, I->first);
+    } else {
+      // Remove non-cse's from SubExpressionUseCounts.
+      SubExpressionUseCounts.erase(I);
+    }
+  }
+  
+  // If we found no CSE's, return now.
+  if (Result == Zero) return Result;
+  
+  // Otherwise, remove all of the CSE's we found from each of the base values.
+  for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
+    // Split the expression into subexprs.
+    SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base);
+
+    // Remove any common subexpressions.
+    for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
+      if (SubExpressionUseCounts.count(SubExprs[j])) {
+        SubExprs.erase(SubExprs.begin()+j);
+        --j; --e;
+      }
+    
+    // Finally, the non-shared expressions together.
+    if (SubExprs.empty())
+      Uses[i].Base = Zero;
+    else
+      Uses[i].Base = SCEVAddExpr::get(SubExprs);
+    SubExprs.clear();
+  }
+  return Result;
+}
+
+/// isZero - returns true if the scalar evolution expression is zero.
+///
+static bool isZero(SCEVHandle &V) {
+  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
+    return SC->getValue()->isZero();
+  return false;
+}
+
+/// ValidStride - Check whether the given Scale is valid for all loads and 
+/// stores in UsersToProcess.
+///
+bool LoopStrengthReduce::ValidStride(int64_t Scale, 
+                               const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
+  for (unsigned i=0, e = UsersToProcess.size(); i!=e; ++i) {
+    // If this is a load or other access, pass the type of the access in.
+    const Type *AccessTy = Type::VoidTy;
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst))
+      AccessTy = SI->getOperand(0)->getType();
+    else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(UsersToProcess[i].Inst))
+      AccessTy = LI->getType();
+    
+    TargetLowering::AddrMode AM;
+    if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(UsersToProcess[i].Imm))
+      AM.BaseOffs = SC->getValue()->getSExtValue();
+    AM.Scale = Scale;
+
+    // If load[imm+r*scale] is illegal, bail out.
+    if (!TLI->isLegalAddressingMode(AM, AccessTy))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// CheckForIVReuse - Returns the multiple if the stride is the multiple
+/// of a previous stride and it is a legal value for the target addressing
+/// mode scale component. This allows the users of this stride to be rewritten
+/// as prev iv * factor. It returns 0 if no reuse is possible.
+unsigned LoopStrengthReduce::CheckForIVReuse(const SCEVHandle &Stride, 
+                                IVExpr &IV, const Type *Ty,
+                                const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
+  if (!TLI) return 0;
+
+  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Stride)) {
+    int64_t SInt = SC->getValue()->getSExtValue();
+    if (SInt == 1) return 0;
+
+    for (std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride>::iterator SI= IVsByStride.begin(),
+           SE = IVsByStride.end(); SI != SE; ++SI) {
+      int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
+      if (SInt != -SSInt &&
+          (unsigned(abs(SInt)) < SSInt || (SInt % SSInt) != 0))
+        continue;
+      int64_t Scale = SInt / SSInt;
+      // Check that this stride is valid for all the types used for loads and
+      // stores; if it can be used for some and not others, we might as well use
+      // the original stride everywhere, since we have to create the IV for it
+      // anyway.
+      if (ValidStride(Scale, UsersToProcess))
+        for (std::vector<IVExpr>::iterator II = SI->second.IVs.begin(),
+               IE = SI->second.IVs.end(); II != IE; ++II)
+          // FIXME: Only handle base == 0 for now.
+          // Only reuse previous IV if it would not require a type conversion.
+          if (isZero(II->Base) && II->Base->getType() == Ty) {
+            IV = *II;
+            return Scale;
+          }
+    }
+  }
+  return 0;
+}
+
+/// PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue - Simple boolean predicate that
+/// returns true if Val's isUseOfPostIncrementedValue is true.
+static bool PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue(const BasedUser &Val) {
+  return Val.isUseOfPostIncrementedValue;
+}
+
 /// StrengthReduceStridedIVUsers - Strength reduce all of the users of a single
 /// stride of IV.  All of the users may have different starting values, and this
 /// may not be the only stride (we know it is if isOnlyStride is true).
-void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(Value *Stride,
+void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
                                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
                                                       Loop *L,
                                                       bool isOnlyStride) {
   // Transform our list of users and offsets to a bit more complex table.  In
-  // this new vector, the first entry for each element is the base of the
-  // strided access, and the second is the BasedUser object for the use.  We
-  // progressively move information from the first to the second entry, until we
-  // eventually emit the object.
-  std::vector<std::pair<SCEVHandle, BasedUser> > UsersToProcess;
+  // this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base' the base of the
+  // strided accessas well as the old information from Uses.  We progressively
+  // move information from the Base field to the Imm field, until we eventually
+  // have the full access expression to rewrite the use.
+  std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
   UsersToProcess.reserve(Uses.Users.size());
+  for (unsigned i = 0, e = Uses.Users.size(); i != e; ++i) {
+    UsersToProcess.push_back(Uses.Users[i]);
+    
+    // Move any loop invariant operands from the offset field to the immediate
+    // field of the use, so that we don't try to use something before it is
+    // computed.
+    MoveLoopVariantsToImediateField(UsersToProcess.back().Base,
+                                    UsersToProcess.back().Imm, L);
+    assert(UsersToProcess.back().Base->isLoopInvariant(L) &&
+           "Base value is not loop invariant!");
+  }
 
-  SCEVHandle ZeroBase = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0,
-                                              Uses.Users[0].Offset->getType());
-
-  for (unsigned i = 0, e = Uses.Users.size(); i != e; ++i)
-    UsersToProcess.push_back(std::make_pair(Uses.Users[i].Offset,
-                                            BasedUser(Uses.Users[i].User,
-                                             Uses.Users[i].OperandValToReplace,
-                                                      ZeroBase)));
-
-  // First pass, figure out what we can represent in the immediate fields of
+  // We now have a whole bunch of uses of like-strided induction variables, but
+  // they might all have different bases.  We want to emit one PHI node for this
+  // stride which we fold as many common expressions (between the IVs) into as
+  // possible.  Start by identifying the common expressions in the base values 
+  // for the strides (e.g. if we have "A+C+B" and "A+B+D" as our bases, find
+  // "A+B"), emit it to the preheader, then remove the expression from the
+  // UsersToProcess base values.
+  SCEVHandle CommonExprs =
+    RemoveCommonExpressionsFromUseBases(UsersToProcess);
+  
+  // Next, figure out what we can represent in the immediate fields of
   // instructions.  If we can represent anything there, move it to the imm
-  // fields of the BasedUsers.
+  // fields of the BasedUsers.  We do this so that it increases the commonality
+  // of the remaining uses.
   for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
-    // Addressing modes can be folded into loads and stores.  Be careful that
-    // the store is through the expression, not of the expression though.
-    bool isAddress = isa<LoadInst>(UsersToProcess[i].second.Inst);
-    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].second.Inst))
-      if (SI->getOperand(1) == UsersToProcess[i].second.OperandValToReplace)
-        isAddress = true;
-          
-    MoveImmediateValues(UsersToProcess[i].first, UsersToProcess[i].second.Imm,
-                        isAddress, L);
+    // If the user is not in the current loop, this means it is using the exit
+    // value of the IV.  Do not put anything in the base, make sure it's all in
+    // the immediate field to allow as much factoring as possible.
+    if (!L->contains(UsersToProcess[i].Inst->getParent())) {
+      UsersToProcess[i].Imm = SCEVAddExpr::get(UsersToProcess[i].Imm,
+                                               UsersToProcess[i].Base);
+      UsersToProcess[i].Base = 
+        SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, UsersToProcess[i].Base->getType());
+    } else {
+      
+      // Addressing modes can be folded into loads and stores.  Be careful that
+      // the store is through the expression, not of the expression though.
+      bool isAddress = isa<LoadInst>(UsersToProcess[i].Inst);
+      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst))
+        if (SI->getOperand(1) == UsersToProcess[i].OperandValToReplace)
+          isAddress = true;
+      
+      MoveImmediateValues(TLI, UsersToProcess[i].Inst, UsersToProcess[i].Base,
+                          UsersToProcess[i].Imm, isAddress, L);
+    }
+  }
 
-    assert(UsersToProcess[i].first->isLoopInvariant(L) &&
-           "Base value is not loop invariant!");
+  // Check if it is possible to reuse a IV with stride that is factor of this
+  // stride. And the multiple is a number that can be encoded in the scale
+  // field of the target addressing mode.  And we will have a valid
+  // instruction after this substition, including the immediate field, if any.
+  PHINode *NewPHI = NULL;
+  Value   *IncV   = NULL;
+  IVExpr   ReuseIV;
+  unsigned RewriteFactor = CheckForIVReuse(Stride, ReuseIV,
+                                           CommonExprs->getType(),
+                                           UsersToProcess);
+  if (RewriteFactor != 0) {
+    DOUT << "BASED ON IV of STRIDE " << *ReuseIV.Stride
+         << " and BASE " << *ReuseIV.Base << " :\n";
+    NewPHI = ReuseIV.PHI;
+    IncV   = ReuseIV.IncV;
   }
 
+  const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
+  
+  // Now that we know what we need to do, insert the PHI node itself.
+  //
+  DOUT << "INSERTING IV of TYPE " << *ReplacedTy << " of STRIDE "
+       << *Stride << " and BASE " << *CommonExprs << " :\n";
+
   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
+  SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE, *LI);
+  
   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
   Instruction *PreInsertPt = Preheader->getTerminator();
   Instruction *PhiInsertBefore = L->getHeader()->begin();
+  
+  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
 
-  assert(isa<PHINode>(PhiInsertBefore) &&
-         "How could this loop have IV's without any phis?");
-  PHINode *SomeLoopPHI = cast<PHINode>(PhiInsertBefore);
-  assert(SomeLoopPHI->getNumIncomingValues() == 2 &&
-         "This loop isn't canonicalized right");
-  BasicBlock *LatchBlock =
-   SomeLoopPHI->getIncomingBlock(SomeLoopPHI->getIncomingBlock(0) == Preheader);
 
-  DEBUG(std::cerr << "INSERTING IVs of STRIDE " << *Stride << ":\n");
-  
-  // FIXME: This loop needs increasing levels of intelligence.
-  // STAGE 0: just emit everything as its own base.
-  // STAGE 1: factor out common vars from bases, and try and push resulting
-  //          constants into Imm field.  <-- We are here
-  // STAGE 2: factor out large constants to try and make more constants
-  //          acceptable for target loads and stores.
-
-  // Sort by the base value, so that all IVs with identical bases are next to
-  // each other.  
-  std::sort(UsersToProcess.begin(), UsersToProcess.end());
-  while (!UsersToProcess.empty()) {
-    SCEVHandle Base = UsersToProcess.front().first;
+  // Emit the initial base value into the loop preheader.
+  Value *CommonBaseV
+    = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt,
+                                      ReplacedTy);
 
-    DEBUG(std::cerr << "  INSERTING PHI with BASE = " << *Base << ":\n");
-   
+  if (RewriteFactor == 0) {
     // Create a new Phi for this base, and stick it in the loop header.
-    const Type *ReplacedTy = Base->getType();
-    PHINode *NewPHI = new PHINode(ReplacedTy, "iv.", PhiInsertBefore);
+    NewPHI = new PHINode(ReplacedTy, "iv.", PhiInsertBefore);
     ++NumInserted;
+  
+    // Add common base to the new Phi node.
+    NewPHI->addIncoming(CommonBaseV, Preheader);
 
-    // Emit the initial base value into the loop preheader, and add it to the
-    // Phi node.
-    Value *BaseV = Rewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt, ReplacedTy);
-    NewPHI->addIncoming(BaseV, Preheader);
+    // Insert the stride into the preheader.
+    Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Stride, PreInsertPt,
+                                                     ReplacedTy);
+    if (!isa<ConstantInt>(StrideV)) ++NumVariable;
 
     // Emit the increment of the base value before the terminator of the loop
     // latch block, and add it to the Phi node.
-    SCEVHandle Inc = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewPHI),
-                                      SCEVUnknown::get(Stride));
-
-    Value *IncV = Rewriter.expandCodeFor(Inc, LatchBlock->getTerminator(),
-                                         ReplacedTy);
+    SCEVHandle IncExp = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewPHI),
+                                         SCEVUnknown::get(StrideV));
+  
+    IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator(),
+                                  ReplacedTy);
     IncV->setName(NewPHI->getName()+".inc");
     NewPHI->addIncoming(IncV, LatchBlock);
 
+    // Remember this in case a later stride is multiple of this.
+    IVsByStride[Stride].addIV(Stride, CommonExprs, NewPHI, IncV);
+  } else {
+    Constant *C = dyn_cast<Constant>(CommonBaseV);
+    if (!C ||
+        (!C->isNullValue() &&
+         !isTargetConstant(SCEVUnknown::get(CommonBaseV), ReplacedTy, TLI)))
+      // We want the common base emitted into the preheader! This is just
+      // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
+      CommonBaseV = new BitCastInst(CommonBaseV, CommonBaseV->getType(), 
+                                    "commonbase", PreInsertPt);
+  }
+
+  // We want to emit code for users inside the loop first.  To do this, we
+  // rearrange BasedUser so that the entries at the end have
+  // isUseOfPostIncrementedValue = false, because we pop off the end of the
+  // vector (so we handle them first).
+  std::partition(UsersToProcess.begin(), UsersToProcess.end(),
+                 PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue);
+  
+  // Sort this by base, so that things with the same base are handled
+  // together.  By partitioning first and stable-sorting later, we are
+  // guaranteed that within each base we will pop off users from within the
+  // loop before users outside of the loop with a particular base.
+  //
+  // We would like to use stable_sort here, but we can't.  The problem is that
+  // SCEVHandle's don't have a deterministic ordering w.r.t to each other, so
+  // we don't have anything to do a '<' comparison on.  Because we think the
+  // number of uses is small, do a horrible bubble sort which just relies on
+  // ==.
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
+    // Get a base value.
+    SCEVHandle Base = UsersToProcess[i].Base;
+    
+    // Compact everything with this base to be consequetive with this one.
+    for (unsigned j = i+1; j != e; ++j) {
+      if (UsersToProcess[j].Base == Base) {
+        std::swap(UsersToProcess[i+1], UsersToProcess[j]);
+        ++i;
+      }
+    }
+  }
+
+  // Process all the users now.  This outer loop handles all bases, the inner
+  // loop handles all users of a particular base.
+  while (!UsersToProcess.empty()) {
+    SCEVHandle Base = UsersToProcess.back().Base;
+
+    DOUT << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":\n";
+   
+    // Emit the code for Base into the preheader.
+    Value *BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt,
+                                                   ReplacedTy);
+    
+    // If BaseV is a constant other than 0, make sure that it gets inserted into
+    // the preheader, instead of being forward substituted into the uses.  We do
+    // this by forcing a BitCast (noop cast) to be inserted into the preheader 
+    // in this case.
+    if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(BaseV)) {
+      if (!C->isNullValue() && !isTargetConstant(Base, ReplacedTy, TLI)) {
+        // We want this constant emitted into the preheader! This is just
+        // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
+        BaseV = new BitCastInst(BaseV, BaseV->getType(), "preheaderinsert",
+                             PreInsertPt);       
+      }
+    }
+
     // Emit the code to add the immediate offset to the Phi value, just before
     // the instructions that we identified as using this stride and base.
-    while (!UsersToProcess.empty() && UsersToProcess.front().first == Base) {
-      BasedUser &User = UsersToProcess.front().second;
+    do {
+      // FIXME: Use emitted users to emit other users.
+      BasedUser &User = UsersToProcess.back();
+
+      // If this instruction wants to use the post-incremented value, move it
+      // after the post-inc and use its value instead of the PHI.
+      Value *RewriteOp = NewPHI;
+      if (User.isUseOfPostIncrementedValue) {
+        RewriteOp = IncV;
+
+        // If this user is in the loop, make sure it is the last thing in the
+        // loop to ensure it is dominated by the increment.
+        if (L->contains(User.Inst->getParent()))
+          User.Inst->moveBefore(LatchBlock->getTerminator());
+      }
+      if (RewriteOp->getType() != ReplacedTy) {
+        Instruction::CastOps opcode = Instruction::Trunc;
+        if (ReplacedTy->getPrimitiveSizeInBits() ==
+            RewriteOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
+          opcode = Instruction::BitCast;
+        RewriteOp = SCEVExpander::InsertCastOfTo(opcode, RewriteOp, ReplacedTy);
+      }
+
+      SCEVHandle RewriteExpr = SCEVUnknown::get(RewriteOp);
 
       // Clear the SCEVExpander's expression map so that we are guaranteed
       // to have the code emitted where we expect it.
       Rewriter.clear();
-      
+
+      // If we are reusing the iv, then it must be multiplied by a constant
+      // factor take advantage of addressing mode scale component.
+      if (RewriteFactor != 0) {
+        RewriteExpr =
+          SCEVMulExpr::get(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(RewriteFactor,
+                                                       RewriteExpr->getType()),
+                           RewriteExpr);
+
+        // The common base is emitted in the loop preheader. But since we
+        // are reusing an IV, it has not been used to initialize the PHI node.
+        // Add it to the expression used to rewrite the uses.
+        if (!isa<ConstantInt>(CommonBaseV) ||
+            !cast<ConstantInt>(CommonBaseV)->isZero())
+          RewriteExpr = SCEVAddExpr::get(RewriteExpr,
+                                         SCEVUnknown::get(CommonBaseV));
+      }
+
       // Now that we know what we need to do, insert code before User for the
       // immediate and any loop-variant expressions.
-      User.RewriteInstructionToUseNewBase(NewPHI, Rewriter);
+      if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isZero())
+        // Add BaseV to the PHI value if needed.
+        RewriteExpr = SCEVAddExpr::get(RewriteExpr, SCEVUnknown::get(BaseV));
+
+      User.RewriteInstructionToUseNewBase(RewriteExpr, Rewriter, L, this);
 
       // Mark old value we replaced as possibly dead, so that it is elminated
       // if we just replaced the last use of that value.
       DeadInsts.insert(cast<Instruction>(User.OperandValToReplace));
 
-      UsersToProcess.erase(UsersToProcess.begin());
+      UsersToProcess.pop_back();
       ++NumReduced;
-    }
+
+      // If there are any more users to process with the same base, process them
+      // now.  We sorted by base above, so we just have to check the last elt.
+    } while (!UsersToProcess.empty() && UsersToProcess.back().Base == Base);
     // TODO: Next, find out which base index is the most common, pull it out.
   }
 
@@ -602,13 +1244,118 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(Value *Stride,
   // different starting values, into different PHIs.
 }
 
+/// FindIVForUser - If Cond has an operand that is an expression of an IV,
+/// set the IV user and stride information and return true, otherwise return
+/// false.
+bool LoopStrengthReduce::FindIVForUser(ICmpInst *Cond, IVStrideUse *&CondUse,
+                                       const SCEVHandle *&CondStride) {
+  for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e && !CondUse;
+       ++Stride) {
+    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
+    IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
+    assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
+    
+    for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
+         E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI)
+      if (UI->User == Cond) {
+        // NOTE: we could handle setcc instructions with multiple uses here, but
+        // InstCombine does it as well for simple uses, it's not clear that it
+        // occurs enough in real life to handle.
+        CondUse = &*UI;
+        CondStride = &SI->first;
+        return true;
+      }
+  }
+  return false;
+}    
+
+// OptimizeIndvars - Now that IVUsesByStride is set up with all of the indvar
+// uses in the loop, look to see if we can eliminate some, in favor of using
+// common indvars for the different uses.
+void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
+  // TODO: implement optzns here.
+
+  // Finally, get the terminating condition for the loop if possible.  If we
+  // can, we want to change it to use a post-incremented version of its
+  // induction variable, to allow coalescing the live ranges for the IV into
+  // one register value.
+  PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(L->getHeader()->begin());
+  BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  BasicBlock *LatchBlock =
+   SomePHI->getIncomingBlock(SomePHI->getIncomingBlock(0) == Preheader);
+  BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(LatchBlock->getTerminator());
+  if (!TermBr || TermBr->isUnconditional() || 
+      !isa<ICmpInst>(TermBr->getCondition()))
+    return;
+  ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(TermBr->getCondition());
 
-void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
-  // First step, transform all loops nesting inside of this loop.
-  for (LoopInfo::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
-    runOnLoop(*I);
+  // Search IVUsesByStride to find Cond's IVUse if there is one.
+  IVStrideUse *CondUse = 0;
+  const SCEVHandle *CondStride = 0;
 
-  // Next, find all uses of induction variables in this loop, and catagorize
+  if (!FindIVForUser(Cond, CondUse, CondStride))
+    return; // setcc doesn't use the IV.
+  
+
+  // It's possible for the setcc instruction to be anywhere in the loop, and
+  // possible for it to have multiple users.  If it is not immediately before
+  // the latch block branch, move it.
+  if (&*++BasicBlock::iterator(Cond) != (Instruction*)TermBr) {
+    if (Cond->hasOneUse()) {   // Condition has a single use, just move it.
+      Cond->moveBefore(TermBr);
+    } else {
+      // Otherwise, clone the terminating condition and insert into the loopend.
+      Cond = cast<ICmpInst>(Cond->clone());
+      Cond->setName(L->getHeader()->getName() + ".termcond");
+      LatchBlock->getInstList().insert(TermBr, Cond);
+      
+      // Clone the IVUse, as the old use still exists!
+      IVUsesByStride[*CondStride].addUser(CondUse->Offset, Cond,
+                                         CondUse->OperandValToReplace);
+      CondUse = &IVUsesByStride[*CondStride].Users.back();
+    }
+  }
+
+  // If we get to here, we know that we can transform the setcc instruction to
+  // use the post-incremented version of the IV, allowing us to coalesce the
+  // live ranges for the IV correctly.
+  CondUse->Offset = SCEV::getMinusSCEV(CondUse->Offset, *CondStride);
+  CondUse->isUseOfPostIncrementedValue = true;
+}
+
+namespace {
+  // Constant strides come first which in turns are sorted by their absolute
+  // values. If absolute values are the same, then positive strides comes first.
+  // e.g.
+  // 4, -1, X, 1, 2 ==> 1, -1, 2, 4, X
+  struct StrideCompare {
+    bool operator()(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
+      SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS);
+      SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS);
+      if (LHSC && RHSC) {
+        int64_t  LV = LHSC->getValue()->getSExtValue();
+        int64_t  RV = RHSC->getValue()->getSExtValue();
+        uint64_t ALV = (LV < 0) ? -LV : LV;
+        uint64_t ARV = (RV < 0) ? -RV : RV;
+        if (ALV == ARV)
+          return LV > RV;
+        else
+          return ALV < ARV;
+      }
+      return (LHSC && !RHSC);
+    }
+  };
+}
+
+bool LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
+
+  LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
+  EF = &getAnalysis<ETForest>();
+  SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
+  TD = &getAnalysis<TargetData>();
+  UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
+
+  // Find all uses of induction variables in this loop, and catagorize
   // them by stride.  Start by finding all of the PHI nodes in the header for
   // this loop.  If they are induction variables, inspect their uses.
   std::set<Instruction*> Processed;   // Don't reprocess instructions.
@@ -616,7 +1363,14 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
     AddUsersIfInteresting(I, L, Processed);
 
   // If we have nothing to do, return.
-  //if (IVUsesByStride.empty()) return;
+  if (IVUsesByStride.empty()) return false;
+
+  // Optimize induction variables.  Some indvar uses can be transformed to use
+  // strides that will be needed for other purposes.  A common example of this
+  // is the exit test for the loop, which can often be rewritten to use the
+  // computation of some other indvar to decide when to terminate the loop.
+  OptimizeIndvars(L);
+
 
   // FIXME: We can widen subreg IV's here for RISC targets.  e.g. instead of
   // doing computation in byte values, promote to 32-bit values if safe.
@@ -630,9 +1384,28 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
   // If we only have one stride, we can more aggressively eliminate some things.
   bool HasOneStride = IVUsesByStride.size() == 1;
 
-  for (std::map<Value*, IVUsersOfOneStride>::iterator SI
-        = IVUsesByStride.begin(), E = IVUsesByStride.end(); SI != E; ++SI)
+#ifndef NDEBUG
+  DOUT << "\nLSR on ";
+  DEBUG(L->dump());
+#endif
+
+  // IVsByStride keeps IVs for one particular loop.
+  IVsByStride.clear();
+
+  // Sort the StrideOrder so we process larger strides first.
+  std::stable_sort(StrideOrder.begin(), StrideOrder.end(), StrideCompare());
+
+  // Note: this processes each stride/type pair individually.  All users passed
+  // into StrengthReduceStridedIVUsers have the same type AND stride.  Also,
+  // node that we iterate over IVUsesByStride indirectly by using StrideOrder.
+  // This extra layer of indirection makes the ordering of strides deterministic
+  // - not dependent on map order.
+  for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e; ++Stride) {
+    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
+      IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
+    assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
     StrengthReduceStridedIVUsers(SI->first, SI->second, L, HasOneStride);
+  }
 
   // Clean up after ourselves
   if (!DeadInsts.empty()) {
@@ -643,10 +1416,10 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
     while ((PN = dyn_cast<PHINode>(I))) {
       ++I;  // Preincrement iterator to avoid invalidating it when deleting PN.
       
-      // At this point, we know that we have killed one or more GEP instructions.
-      // It is worth checking to see if the cann indvar is also dead, so that we
-      // can remove it as well.  The requirements for the cann indvar to be
-      // considered dead are:
+      // At this point, we know that we have killed one or more GEP
+      // instructions.  It is worth checking to see if the cann indvar is also
+      // dead, so that we can remove it as well.  The requirements for the cann
+      // indvar to be considered dead are:
       // 1. the cann indvar has one use
       // 2. the use is an add instruction
       // 3. the add has one use
@@ -656,9 +1429,9 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
       // FIXME: this needs to eliminate an induction variable even if it's being
       // compared against some value to decide loop termination.
       if (PN->hasOneUse()) {
-        BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(*(PN->use_begin()));
-        if (BO && BO->hasOneUse()) {
-          if (PN == *(BO->use_begin())) {
+        Instruction *BO = dyn_cast<Instruction>(*PN->use_begin());
+        if (BO && (isa<BinaryOperator>(BO) || isa<CmpInst>(BO))) {
+          if (BO->hasOneUse() && PN == *(BO->use_begin())) {
             DeadInsts.insert(BO);
             // Break the cycle, then delete the PHI.
             PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
@@ -673,5 +1446,6 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
 
   CastedPointers.clear();
   IVUsesByStride.clear();
-  return;
+  StrideOrder.clear();
+  return false;
 }