Rename ScalarEvolution::deleteInstructionFromRecords to
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopStrengthReduce.cpp
index d841642de054d82b06d6711848584925c719f6f5..9689c120d692b9fc161769bba9af4f0c845da6b2 100644 (file)
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Type.h"
 #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"
@@ -42,6 +44,9 @@ STATISTIC(NumInserted, "Number of PHIs inserted");
 STATISTIC(NumVariable, "Number of PHIs with variable strides");
 
 namespace {
+
+  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'
@@ -104,9 +109,9 @@ namespace {
     }
   };
 
-  class VISIBILITY_HIDDEN LoopStrengthReduce : public FunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN LoopStrengthReduce : public LoopPass {
     LoopInfo *LI;
-    ETForest *EF;
+    DominatorTree *DT;
     ScalarEvolution *SE;
     const TargetData *TD;
     const Type *UIntPtrTy;
@@ -139,38 +144,24 @@ namespace {
     const TargetLowering *TLI;
 
   public:
-    LoopStrengthReduce(const TargetLowering *tli = NULL)
-      : TLI(tli) {
+    static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
+    LoopStrengthReduce(const TargetLowering *tli = NULL) : 
+      LoopPass((intptr_t)&ID), TLI(tli) {
     }
 
-    virtual bool runOnFunction(Function &) {
-      LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
-      EF = &getAnalysis<ETForest>();
-      SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-      TD = &getAnalysis<TargetData>();
-      UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
-      Changed = false;
-
-      for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
-        runOnLoop(*I);
-      
-      return Changed;
-    }
+    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
       // 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<DominatorSet>();
-      AU.addPreserved<ETForest>();
-      AU.addPreserved<ImmediateDominators>();
       AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
       AU.addPreserved<DominatorTree>();
 
       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
       AU.addRequired<LoopInfo>();
-      AU.addRequired<ETForest>();
+      AU.addRequired<DominatorTree>();
       AU.addRequired<TargetData>();
       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
     }
@@ -179,24 +170,29 @@ namespace {
     ///
     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);
 
-    unsigned CheckForIVReuse(const SCEVHandle&, IVExpr&, const Type*);
+    bool ValidStride(int64_t, const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
 
     void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
                                       Loop *L, bool isOnlyStride);
     void DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts);
   };
+  char LoopStrengthReduce::ID = 0;
   RegisterPass<LoopStrengthReduce> X("loop-reduce", "Loop Strength Reduction");
 }
 
-FunctionPass *llvm::createLoopStrengthReducePass(const TargetLowering *TLI) {
+LoopPass *llvm::createLoopStrengthReducePass(const TargetLowering *TLI) {
   return new LoopStrengthReduce(TLI);
 }
 
@@ -230,7 +226,7 @@ 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);
       I->eraseFromParent();
       Changed = true;
     }
@@ -241,6 +237,16 @@ 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
@@ -267,7 +273,7 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
       unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))->getZExtValue();
-      uint64_t Offset = SL->MemberOffsets[Idx];
+      uint64_t Offset = SL->getElementOffset(Idx);
       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal,
                                 SCEVUnknown::getIntegerSCEV(Offset, UIntPtrTy));
     } else {
@@ -346,7 +352,7 @@ static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
 /// 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) {
+                                       Loop *L, DominatorTree *DT, Pass *P) {
   // If the user is in the loop, use the preinc value.
   if (L->contains(User->getParent())) return false;
   
@@ -354,7 +360,7 @@ static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
   
   // 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()))
+  if (DT->dominates(LatchBlock, User->getParent()))
     return true;
 
   // There is one case we have to be careful of: PHI nodes.  These little guys
@@ -371,7 +377,7 @@ static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
       ++NumUses;
-      if (!EF->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
+      if (!DT->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
         return false;
     }
 
@@ -412,9 +418,17 @@ bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
   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){
-    Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
+
+  std::vector<Instruction *> IUsers;
+  // Collect all I uses now because IVUseShouldUsePostIncValue may 
+  // invalidate use_iterator.
+  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E; ++UI)
+    IUsers.push_back(cast<Instruction>(*UI));
+
+  for (unsigned iused_index = 0, iused_size = IUsers.size(); 
+       iused_index != iused_size; ++iused_index) {
+
+    Instruction *User = IUsers[iused_index];
 
     // Do not infinitely recurse on PHI nodes.
     if (isa<PHINode>(User) && Processed.count(User))
@@ -441,7 +455,7 @@ bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
       // Okay, we found a user that we cannot reduce.  Analyze the instruction
       // 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)) {
+      if (IVUseShouldUsePostIncValue(User, I, L, DT, 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);
@@ -540,16 +554,20 @@ Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase,
   
   // If there is no immediate value, skip the next part.
   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Imm))
-    if (SC->getValue()->isNullValue())
-      return Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt,
-                                    OperandValToReplace->getType());
+    if (SC->getValue()->isZero())
+      return Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
 
   Value *Base = Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
+
+  // If we are inserting the base and imm values in the same block, make sure to
+  // adjust the IP position if insertion reused a result.
+  if (IP == BaseInsertPt)
+    IP = Rewriter.getInsertionPoint();
   
   // 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());
+  return Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, IP);
+  
 }
 
 
@@ -560,10 +578,34 @@ void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
                                                SCEVExpander &Rewriter,
                                                Loop *L, Pass *P) {
   if (!isa<PHINode>(Inst)) {
-    Value *NewVal = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, Inst, L);
+    // 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);
+    // Adjust the type back to match the Inst.
+    if (isa<PointerType>(OperandValToReplace->getType())) {
+      NewVal = new IntToPtrInst(NewVal, OperandValToReplace->getType(), "cast",
+                                InsertPt);
+    }
     // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
     Inst->replaceUsesOfWith(OperandValToReplace, NewVal);
-    DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst;
+    DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm;
+    DOUT << "  \tNEWBASE =" << *NewBase;
+    DOUT << "  \tInst = " << *Inst;
     return;
   }
   
@@ -605,6 +647,11 @@ void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
         // Insert the code into the end of the predecessor block.
         Instruction *InsertPt = PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
         Code = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
+
+        // Adjust the type back to match the PHI.
+        if (isa<PointerType>(PN->getType())) {
+          Code = new IntToPtrInst(Code, PN->getType(), "cast", InsertPt);
+        }
       }
       
       // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
@@ -618,23 +665,29 @@ void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
 
 /// isTargetConstant - Return true if the following can be referenced by the
 /// immediate field of a target instruction.
-static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V, const TargetLowering *TLI) {
+static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V, const Type *UseTy,
+                             const TargetLowering *TLI) {
   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
-    int64_t V = SC->getValue()->getSExtValue();
-    if (TLI)
-      return TLI->isLegalAddressImmediate(V);
-    else
+    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 (V > -(1 << 16) && V < (1 << 16)-1);
+      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::PtrToInt) {
+      if (TLI && CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
         Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
-        if (isa<GlobalValue>(Op0) && TLI &&
-            TLI->isLegalAddressImmediate(cast<GlobalValue>(Op0)))
-          return true;
+        if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Op0)) {
+          TargetLowering::AddrMode AM;
+          AM.BaseGV = GV;
+          return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
+        }
       }
   return false;
 }
@@ -682,15 +735,20 @@ static void MoveLoopVariantsToImediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
 /// that can fit into the immediate field of instructions in the target.
 /// Accumulate these immediate values into the Imm value.
 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) {
       SCEVHandle NewOp = SAE->getOperand(i);
-      MoveImmediateValues(TLI, NewOp, Imm, isAddress, L);
+      MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, Imm, isAddress, L);
       
       if (!NewOp->isLoopInvariant(L)) {
         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
@@ -709,7 +767,7 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
   } 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(TLI, 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());
@@ -719,12 +777,12 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
     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), TLI) &&
+    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, NewOp, SubImm, isAddress, L);
+      MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, SubImm, isAddress, L);
       
       // If we extracted something out of the subexpressions, see if we can 
       // simplify this!
@@ -732,7 +790,7 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
         // 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, TLI)) {
+        if (isTargetConstant(SubImm, UseTy, TLI)) {
           // Accumulate the immediate.
           Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SubImm);
           
@@ -746,7 +804,7 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
 
   // Loop-variant expressions must stay in the immediate field of the
   // expression.
-  if ((isAddress && isTargetConstant(Val, TLI)) ||
+  if ((isAddress && isTargetConstant(Val, UseTy, TLI)) ||
       !Val->isLoopInvariant(L)) {
     Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
     Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
@@ -779,7 +837,7 @@ static void SeparateSubExprs(std::vector<SCEVHandle> &SubExprs,
       SeparateSubExprs(SubExprs, SARE->getOperand(0));
     }
   } else if (!isa<SCEVConstant>(Expr) ||
-             !cast<SCEVConstant>(Expr)->getValue()->isNullValue()) {
+             !cast<SCEVConstant>(Expr)->getValue()->isZero()) {
     // Do not add zero.
     SubExprs.push_back(Expr);
   }
@@ -869,44 +927,70 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses) {
 ///
 static bool isZero(SCEVHandle &V) {
   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
-    return SC->getValue()->getZExtValue() == 0;
+    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) {
+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 (TargetLowering::legal_am_scale_iterator
-           I = TLI->legal_am_scale_begin(), E = TLI->legal_am_scale_end();
-         I != E; ++I) {
-      unsigned Scale = *I;
-      if (unsigned(abs(SInt)) < Scale || (SInt % Scale) != 0)
-        continue;
-      std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride>::iterator SI =
-        IVsByStride.find(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(SInt/Scale, UIntPtrTy));
-      if (SI == IVsByStride.end())
+    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;
-      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;
-        }
+      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;
 }
 
@@ -916,6 +1000,20 @@ static bool PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue(const BasedUser &Val) {
   return Val.isUseOfPostIncrementedValue;
 }
 
+/// isNonConstantNegative - REturn true if the specified scev is negated, but
+/// not a constant.
+static bool isNonConstantNegative(const SCEVHandle &Expr) {
+  SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Expr);
+  if (!Mul) return false;
+  
+  // If there is a constant factor, it will be first.
+  SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0));
+  if (!SC) return false;
+  
+  // Return true if the value is negative, this matches things like (-42 * V).
+  return SC->getValue()->getValue().isNegative();
+}
+
 /// 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).
@@ -952,21 +1050,6 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
   SCEVHandle CommonExprs =
     RemoveCommonExpressionsFromUseBases(UsersToProcess);
   
-  // 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.
-  PHINode *NewPHI = NULL;
-  Value   *IncV   = NULL;
-  IVExpr   ReuseIV;
-  unsigned RewriteFactor = CheckForIVReuse(Stride, ReuseIV,
-                                           CommonExprs->getType());
-  if (RewriteFactor != 0) {
-    DOUT << "BASED ON IV of STRIDE " << *ReuseIV.Stride
-         << " and BASE " << *ReuseIV.Base << " :\n";
-    NewPHI = ReuseIV.PHI;
-    IncV   = ReuseIV.IncV;
-  }
-
   // 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.  We do this so that it increases the commonality
@@ -985,19 +1068,45 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
       // 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 (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst)) {
         if (SI->getOperand(1) == UsersToProcess[i].OperandValToReplace)
           isAddress = true;
+      } else if (IntrinsicInst *II =
+                   dyn_cast<IntrinsicInst>(UsersToProcess[i].Inst)) {
+        // Addressing modes can also be folded into prefetches.
+        if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::prefetch &&
+            II->getOperand(1) == UsersToProcess[i].OperandValToReplace)
+          isAddress = true;
+      }
       
-      MoveImmediateValues(TLI, UsersToProcess[i].Base, UsersToProcess[i].Imm,
-                          isAddress, L);
+      MoveImmediateValues(TLI, UsersToProcess[i].Inst, UsersToProcess[i].Base,
+                          UsersToProcess[i].Imm, isAddress, L);
     }
   }
 
+  // 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 STRIDE " << *Stride << " and BASE "
-       << *CommonExprs << " :\n";
+  DOUT << "INSERTING IV of TYPE " << *ReplacedTy << " of STRIDE "
+       << *Stride << " and BASE " << *CommonExprs << ": ";
 
   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
   SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE, *LI);
@@ -1008,12 +1117,10 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
   
   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
 
-  const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
 
   // Emit the initial base value into the loop preheader.
   Value *CommonBaseV
-    = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt,
-                                      ReplacedTy);
+    = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt);
 
   if (RewriteFactor == 0) {
     // Create a new Phi for this base, and stick it in the loop header.
@@ -1023,33 +1130,43 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
     // Add common base to the new Phi node.
     NewPHI->addIncoming(CommonBaseV, Preheader);
 
+    // If the stride is negative, insert a sub instead of an add for the
+    // increment.
+    bool isNegative = isNonConstantNegative(Stride);
+    SCEVHandle IncAmount = Stride;
+    if (isNegative)
+      IncAmount = SCEV::getNegativeSCEV(Stride);
+    
     // Insert the stride into the preheader.
-    Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Stride, PreInsertPt,
-                                                     ReplacedTy);
+    Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(IncAmount, PreInsertPt);
     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 IncExp = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewPHI),
-                                         SCEVUnknown::get(StrideV));
+    SCEVHandle IncExp = SCEVUnknown::get(StrideV);
+    if (isNegative)
+      IncExp = SCEV::getNegativeSCEV(IncExp);
+    IncExp = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewPHI), IncExp);
   
-    IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator(),
-                                  ReplacedTy);
+    IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator());
     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);
+    
+    DOUT << " IV=%" << NewPHI->getNameStr() << " INC=%" << IncV->getNameStr();
   } else {
     Constant *C = dyn_cast<Constant>(CommonBaseV);
     if (!C ||
         (!C->isNullValue() &&
-         !isTargetConstant(SCEVUnknown::get(CommonBaseV), TLI)))
+         !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);
   }
+  DOUT << "\n";
 
   // 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
@@ -1086,18 +1203,20 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
   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);
-    
+    Value *BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt);
+
+    DOUT << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":";
+    if (BaseV->hasName())
+      DOUT << " Result value name = %" << BaseV->getNameStr();
+    DOUT << "\n";
+
     // 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, TLI)) {
+      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",
@@ -1148,14 +1267,14 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
         // 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)->isNullValue())
+            !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.
-      if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isNullValue())
+      if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isZero())
         // Add BaseV to the PHI value if needed.
         RewriteExpr = SCEVAddExpr::get(RewriteExpr, SCEVUnknown::get(BaseV));
 
@@ -1178,6 +1297,31 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &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.
@@ -1202,24 +1346,9 @@ void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
   IVStrideUse *CondUse = 0;
   const SCEVHandle *CondStride = 0;
 
-  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) {
-        CondUse = &*UI;
-        CondStride = &SI->first;
-        // 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.
-        break;
-      }
-  }
-  if (!CondUse) return;  // setcc doesn't use the IV.
+  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
@@ -1271,12 +1400,15 @@ namespace {
   };
 }
 
-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);
+bool LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
+
+  LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
+  TD = &getAnalysis<TargetData>();
+  UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
 
-  // Next, find all uses of induction variables in this loop, and catagorize
+  // 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.
@@ -1284,7 +1416,7 @@ 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
@@ -1356,7 +1488,7 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
             DeadInsts.insert(BO);
             // Break the cycle, then delete the PHI.
             PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
-            SE->deleteInstructionFromRecords(PN);
+            SE->deleteValueFromRecords(PN);
             PN->eraseFromParent();
           }
         }
@@ -1368,5 +1500,5 @@ void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
   CastedPointers.clear();
   IVUsesByStride.clear();
   StrideOrder.clear();
-  return;
+  return false;
 }