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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / Reassociate.cpp
index a6ad88a9ea653c3b6dc7c8a9aa721dac42e39f0d..d036c6654c78c279791703554aaea0831c974e7f 100644 (file)
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 //===- Reassociate.cpp - Reassociate binary expressions -------------------===//
 //
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
 // This pass reassociates commutative expressions in an order that is designed
-// to promote better constant propogation, GCSE, LICM, PRE...
+// to promote better constant propagation, GCSE, LICM, PRE, etc.
 //
 // For example: 4 + (x + 5) -> x + (4 + 5)
 //
-// Note that this pass works best if left shifts have been promoted to explicit
-// multiplies before this pass executes.
-//
 // In the implementation of this algorithm, constants are assigned rank = 0,
 // function arguments are rank = 1, and other values are assigned ranks
 // corresponding to the reverse post order traversal of current function
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "reassociate"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
-#include "llvm/iOperators.h"
-#include "llvm/Type.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Constant.h"
+#include "llvm/Assembly/Writer.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "Support/PostOrderIterator.h"
-#include "Support/StatisticReporter.h"
+#include "llvm/Support/IRBuilder.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SmallMap.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include <algorithm>
+using namespace llvm;
+
+STATISTIC(NumChanged, "Number of insts reassociated");
+STATISTIC(NumAnnihil, "Number of expr tree annihilated");
+STATISTIC(NumFactor , "Number of multiplies factored");
+
+namespace {
+  struct ValueEntry {
+    unsigned Rank;
+    Value *Op;
+    ValueEntry(unsigned R, Value *O) : Rank(R), Op(O) {}
+  };
+  inline bool operator<(const ValueEntry &LHS, const ValueEntry &RHS) {
+    return LHS.Rank > RHS.Rank;   // Sort so that highest rank goes to start.
+  }
+}
 
-static Statistic<> NumLinear ("reassociate\t- Number of insts linearized");
-static Statistic<> NumChanged("reassociate\t- Number of insts reassociated");
-static Statistic<> NumSwapped("reassociate\t- Number of insts with operands swapped");
+#ifndef NDEBUG
+/// PrintOps - Print out the expression identified in the Ops list.
+///
+static void PrintOps(Instruction *I, const SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  Module *M = I->getParent()->getParent()->getParent();
+  dbgs() << Instruction::getOpcodeName(I->getOpcode()) << " "
+       << *Ops[0].Op->getType() << '\t';
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
+    dbgs() << "[ ";
+    WriteAsOperand(dbgs(), Ops[i].Op, false, M);
+    dbgs() << ", #" << Ops[i].Rank << "] ";
+  }
+}
+#endif
+
+namespace {
+  /// \brief Utility class representing a base and exponent pair which form one
+  /// factor of some product.
+  struct Factor {
+    Value *Base;
+    unsigned Power;
+
+    Factor(Value *Base, unsigned Power) : Base(Base), Power(Power) {}
+
+    /// \brief Sort factors by their Base.
+    struct BaseSorter {
+      bool operator()(const Factor &LHS, const Factor &RHS) {
+        return LHS.Base < RHS.Base;
+      }
+    };
+
+    /// \brief Compare factors for equal bases.
+    struct BaseEqual {
+      bool operator()(const Factor &LHS, const Factor &RHS) {
+        return LHS.Base == RHS.Base;
+      }
+    };
+
+    /// \brief Sort factors in descending order by their power.
+    struct PowerDescendingSorter {
+      bool operator()(const Factor &LHS, const Factor &RHS) {
+        return LHS.Power > RHS.Power;
+      }
+    };
+
+    /// \brief Compare factors for equal powers.
+    struct PowerEqual {
+      bool operator()(const Factor &LHS, const Factor &RHS) {
+        return LHS.Power == RHS.Power;
+      }
+    };
+  };
+}
 
 namespace {
   class Reassociate : public FunctionPass {
-    std::map<BasicBlock*, unsigned> RankMap;
+    DenseMap<BasicBlock*, unsigned> RankMap;
+    DenseMap<AssertingVH<Value>, unsigned> ValueRankMap;
+    SmallVector<WeakVH, 8> RedoInsts;
+    SmallVector<WeakVH, 8> DeadInsts;
+    bool MadeChange;
   public:
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    Reassociate() : FunctionPass(ID) {
+      initializeReassociatePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
+
     bool runOnFunction(Function &F);
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.preservesCFG();
+      AU.setPreservesCFG();
     }
   private:
     void BuildRankMap(Function &F);
     unsigned getRank(Value *V);
-    bool ReassociateExpr(BinaryOperator *I);
-    bool ReassociateBB(BasicBlock *BB);
+    Value *ReassociateExpression(BinaryOperator *I);
+    void RewriteExprTree(BinaryOperator *I, SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops);
+    Value *OptimizeExpression(BinaryOperator *I,
+                              SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops);
+    Value *OptimizeAdd(Instruction *I, SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops);
+    bool collectMultiplyFactors(SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops,
+                                SmallVectorImpl<Factor> &Factors);
+    Value *buildMinimalMultiplyDAG(IRBuilder<> &Builder,
+                                   SmallVectorImpl<Factor> &Factors);
+    Value *OptimizeMul(BinaryOperator *I, SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops);
+    void LinearizeExprTree(BinaryOperator *I, SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops);
+    Value *RemoveFactorFromExpression(Value *V, Value *Factor);
+    void ReassociateInst(BasicBlock::iterator &BBI);
+
+    void RemoveDeadBinaryOp(Value *V);
   };
+}
+
+char Reassociate::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS(Reassociate, "reassociate",
+                "Reassociate expressions", false, false)
 
-  RegisterPass<Reassociate> X("reassociate", "Reassociate expressions");
+// Public interface to the Reassociate pass
+FunctionPass *llvm::createReassociatePass() { return new Reassociate(); }
+
+/// isReassociableOp - Return true if V is an instruction of the specified
+/// opcode and if it only has one use.
+static BinaryOperator *isReassociableOp(Value *V, unsigned Opcode) {
+  if (V->hasOneUse() && isa<Instruction>(V) &&
+      cast<Instruction>(V)->getOpcode() == Opcode)
+    return cast<BinaryOperator>(V);
+  return 0;
 }
 
-Pass *createReassociatePass() { return new Reassociate(); }
+void Reassociate::RemoveDeadBinaryOp(Value *V) {
+  BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(V);
+  if (!Op)
+    return;
+
+  ValueRankMap.erase(Op);
+  DeadInsts.push_back(Op);
+
+  BinaryOperator *LHS = isReassociableOp(Op->getOperand(0), Op->getOpcode());
+  BinaryOperator *RHS = isReassociableOp(Op->getOperand(1), Op->getOpcode());
+  Op->setOperand(0, UndefValue::get(Op->getType()));
+  Op->setOperand(1, UndefValue::get(Op->getType()));
+
+  if (LHS)
+    RemoveDeadBinaryOp(LHS);
+  if (RHS)
+    RemoveDeadBinaryOp(RHS);
+}
+
+static bool isUnmovableInstruction(Instruction *I) {
+  if (I->getOpcode() == Instruction::PHI ||
+      I->getOpcode() == Instruction::LandingPad ||
+      I->getOpcode() == Instruction::Alloca ||
+      I->getOpcode() == Instruction::Load ||
+      I->getOpcode() == Instruction::Invoke ||
+      (I->getOpcode() == Instruction::Call &&
+       !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) ||
+      I->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
+      I->getOpcode() == Instruction::SDiv ||
+      I->getOpcode() == Instruction::FDiv ||
+      I->getOpcode() == Instruction::URem ||
+      I->getOpcode() == Instruction::SRem ||
+      I->getOpcode() == Instruction::FRem)
+    return true;
+  return false;
+}
 
 void Reassociate::BuildRankMap(Function &F) {
-  unsigned i = 1;
+  unsigned i = 2;
+
+  // Assign distinct ranks to function arguments
+  for (Function::arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); I != E; ++I)
+    ValueRankMap[&*I] = ++i;
+
   ReversePostOrderTraversal<Function*> RPOT(&F);
   for (ReversePostOrderTraversal<Function*>::rpo_iterator I = RPOT.begin(),
-         E = RPOT.end(); I != E; ++I)
-    RankMap[*I] = ++i;
+         E = RPOT.end(); I != E; ++I) {
+    BasicBlock *BB = *I;
+    unsigned BBRank = RankMap[BB] = ++i << 16;
+
+    // Walk the basic block, adding precomputed ranks for any instructions that
+    // we cannot move.  This ensures that the ranks for these instructions are
+    // all different in the block.
+    for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
+      if (isUnmovableInstruction(I))
+        ValueRankMap[&*I] = ++BBRank;
+  }
 }
 
 unsigned Reassociate::getRank(Value *V) {
-  if (isa<Argument>(V)) return 1;   // Function argument...
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-    // If this is an expression, return the MAX(rank(LHS), rank(RHS)) so that we
-    // can reassociate expressions for code motion!  Since we do not recurse for
-    // PHI nodes, we cannot have infinite recursion here, because there cannot
-    // be loops in the value graph (except for PHI nodes).
-    //
-    if (I->getOpcode() == Instruction::PHINode ||
-        I->getOpcode() == Instruction::Alloca ||
-        I->getOpcode() == Instruction::Malloc || isa<TerminatorInst>(I) ||
-        I->hasSideEffects())
-      return RankMap[I->getParent()];
-
-    unsigned Rank = 0, MaxRank = RankMap[I->getParent()];
-    for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands();
-         i != e && Rank != MaxRank; ++i)
-      Rank = std::max(Rank, getRank(I->getOperand(i)));
-
-    return Rank;
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (I == 0) {
+    if (isa<Argument>(V)) return ValueRankMap[V];   // Function argument.
+    return 0;  // Otherwise it's a global or constant, rank 0.
   }
 
-  // Otherwise it's a global or constant, rank 0.
-  return 0;
+  if (unsigned Rank = ValueRankMap[I])
+    return Rank;    // Rank already known?
+
+  // If this is an expression, return the 1+MAX(rank(LHS), rank(RHS)) so that
+  // we can reassociate expressions for code motion!  Since we do not recurse
+  // for PHI nodes, we cannot have infinite recursion here, because there
+  // cannot be loops in the value graph that do not go through PHI nodes.
+  unsigned Rank = 0, MaxRank = RankMap[I->getParent()];
+  for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands();
+       i != e && Rank != MaxRank; ++i)
+    Rank = std::max(Rank, getRank(I->getOperand(i)));
+
+  // If this is a not or neg instruction, do not count it for rank.  This
+  // assures us that X and ~X will have the same rank.
+  if (!I->getType()->isIntegerTy() ||
+      (!BinaryOperator::isNot(I) && !BinaryOperator::isNeg(I)))
+    ++Rank;
+
+  //DEBUG(dbgs() << "Calculated Rank[" << V->getName() << "] = "
+  //     << Rank << "\n");
+
+  return ValueRankMap[I] = Rank;
 }
 
+/// LowerNegateToMultiply - Replace 0-X with X*-1.
+///
+static BinaryOperator *LowerNegateToMultiply(Instruction *Neg,
+                         DenseMap<AssertingVH<Value>, unsigned> &ValueRankMap) {
+  Constant *Cst = Constant::getAllOnesValue(Neg->getType());
 
-// isCommutativeOperator - Return true if the specified instruction is
-// commutative and associative.  If the instruction is not commutative and
-// associative, we can not reorder its operands!
-//
-static inline BinaryOperator *isCommutativeOperator(Instruction *I) {
-  // Floating point operations do not commute!
-  if (I->getType()->isFloatingPoint()) return 0;
-
-  if (I->getOpcode() == Instruction::Add || 
-      I->getOpcode() == Instruction::Mul ||
-      I->getOpcode() == Instruction::And || 
-      I->getOpcode() == Instruction::Or  ||
-      I->getOpcode() == Instruction::Xor)
-    return cast<BinaryOperator>(I);
-  return 0;    
+  BinaryOperator *Res =
+    BinaryOperator::CreateMul(Neg->getOperand(1), Cst, "",Neg);
+  ValueRankMap.erase(Neg);
+  Res->takeName(Neg);
+  Neg->replaceAllUsesWith(Res);
+  Res->setDebugLoc(Neg->getDebugLoc());
+  Neg->eraseFromParent();
+  return Res;
 }
 
+/// LinearizeExprTree - Given an associative binary expression, return the leaf
+/// nodes in Ops.  The original expression is the same as Ops[0] op ... Ops[N].
+/// Note that a node may occur multiple times in Ops, but if so all occurrences
+/// are consecutive in the vector.
+///
+/// A leaf node is either not a binary operation of the same kind as the root
+/// node 'I' (i.e. is not a binary operator at all, or is, but with a different
+/// opcode), or is the same kind of binary operator but has a use which either
+/// does not belong to the expression, or does belong to the expression but is
+/// a leaf node.  Every leaf node has at least one use that is a non-leaf node
+/// of the expression, while for non-leaf nodes (except for the root 'I') every
+/// use is a non-leaf node of the expression.
+///
+/// For example:
+///           expression graph        node names
+///
+///                     +        |        I
+///                    / \       |
+///                   +   +      |      A,  B
+///                  / \ / \     |
+///                 *   +   *    |    C,  D,  E
+///                / \ / \ / \   |
+///                   +   *      |      F,  G
+///
+/// The leaf nodes are C, E, F and G.  The Ops array will contain (maybe not in
+/// that order) C, E, F, F, G, G.
+///
+/// The expression is maximal: if some instruction is a binary operator of the
+/// same kind as 'I', and all of its uses are non-leaf nodes of the expression,
+/// then the instruction also belongs to the expression, is not a leaf node of
+/// it, and its operands also belong to the expression (but may be leaf nodes).
+///
+/// NOTE: This routine will set operands of non-leaf non-root nodes to undef in
+/// order to ensure that every non-root node in the expression has *exactly one*
+/// use by a non-leaf node of the expression.  This destruction means that the
+/// caller MUST either replace 'I' with a new expression or use something like
+/// RewriteExprTree to put the values back in.
+///
+/// In the above example either the right operand of A or the left operand of B
+/// will be replaced by undef.  If it is B's operand then this gives:
+///
+///                     +        |        I
+///                    / \       |
+///                   +   +      |      A,  B - operand of B replaced with undef
+///                  / \   \     |
+///                 *   +   *    |    C,  D,  E
+///                / \ / \ / \   |
+///                   +   *      |      F,  G
+///
+/// Note that such undef operands can only be reached by passing through 'I'.
+/// For example, if you visit operands recursively starting from a leaf node
+/// then you will never see such an undef operand unless you get back to 'I',
+/// which requires passing through a phi node.
+///
+/// Note that this routine may also mutate binary operators of the wrong type
+/// that have all uses inside the expression (i.e. only used by non-leaf nodes
+/// of the expression) if it can turn them into binary operators of the right
+/// type and thus make the expression bigger.
+
+void Reassociate::LinearizeExprTree(BinaryOperator *I,
+                                    SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  DEBUG(dbgs() << "LINEARIZE: " << *I << '\n');
+
+  // Visit all operands of the expression, keeping track of their weight (the
+  // number of paths from the expression root to the operand, or if you like
+  // the number of times that operand occurs in the linearized expression).
+  // For example, if I = X + A, where X = A + B, then I, X and B have weight 1
+  // while A has weight two.
+
+  // Worklist of non-leaf nodes (their operands are in the expression too) along
+  // with their weights, representing a certain number of paths to the operator.
+  // If an operator occurs in the worklist multiple times then we found multiple
+  // ways to get to it.
+  SmallVector<std::pair<BinaryOperator*, unsigned>, 8> Worklist; // (Op, Weight)
+  Worklist.push_back(std::make_pair(I, 1));
+  unsigned Opcode = I->getOpcode();
+
+  // Leaves of the expression are values that either aren't the right kind of
+  // operation (eg: a constant, or a multiply in an add tree), or are, but have
+  // some uses that are not inside the expression.  For example, in I = X + X,
+  // X = A + B, the value X has two uses (by I) that are in the expression.  If
+  // X has any other uses, for example in a return instruction, then we consider
+  // X to be a leaf, and won't analyze it further.  When we first visit a value,
+  // if it has more than one use then at first we conservatively consider it to
+  // be a leaf.  Later, as the expression is explored, we may discover some more
+  // uses of the value from inside the expression.  If all uses turn out to be
+  // from within the expression (and the value is a binary operator of the right
+  // kind) then the value is no longer considered to be a leaf, and its operands
+  // are explored.
+
+  // Leaves - Keeps track of the set of putative leaves as well as the number of
+  // paths to each leaf seen so far.
+  typedef SmallMap<Value*, unsigned, 8> LeafMap;
+  LeafMap Leaves; // Leaf -> Total weight so far.
+  SmallVector<Value*, 8> LeafOrder; // Ensure deterministic leaf output order.
+
+#ifndef NDEBUG
+  SmallPtrSet<Value*, 8> Visited; // For sanity checking the iteration scheme.
+#endif
+  while (!Worklist.empty()) {
+    std::pair<BinaryOperator*, unsigned> P = Worklist.pop_back_val();
+    I = P.first; // We examine the operands of this binary operator.
+    assert(P.second >= 1 && "No paths to here, so how did we get here?!");
+
+    for (unsigned OpIdx = 0; OpIdx < 2; ++OpIdx) { // Visit operands.
+      Value *Op = I->getOperand(OpIdx);
+      unsigned Weight = P.second; // Number of paths to this operand.
+      DEBUG(dbgs() << "OPERAND: " << *Op << " (" << Weight << ")\n");
+      assert(!Op->use_empty() && "No uses, so how did we get to it?!");
+
+      // If this is a binary operation of the right kind with only one use then
+      // add its operands to the expression.
+      if (BinaryOperator *BO = isReassociableOp(Op, Opcode)) {
+        assert(Visited.insert(Op) && "Not first visit!");
+        DEBUG(dbgs() << "DIRECT ADD: " << *Op << " (" << Weight << ")\n");
+        Worklist.push_back(std::make_pair(BO, Weight));
+        continue;
+      }
+
+      // Appears to be a leaf.  Is the operand already in the set of leaves?
+      LeafMap::iterator It = Leaves.find(Op);
+      if (It == Leaves.end()) {
+        // Not in the leaf map.  Must be the first time we saw this operand.
+        assert(Visited.insert(Op) && "Not first visit!");
+        if (!Op->hasOneUse()) {
+          // This value has uses not accounted for by the expression, so it is
+          // not safe to modify.  Mark it as being a leaf.
+          DEBUG(dbgs() << "ADD USES LEAF: " << *Op << " (" << Weight << ")\n");
+          LeafOrder.push_back(Op);
+          Leaves[Op] = Weight;
+          continue;
+        }
+        // No uses outside the expression, try morphing it.
+      } else if (It != Leaves.end()) {
+        // Already in the leaf map.
+        assert(Visited.count(Op) && "In leaf map but not visited!");
+
+        // Update the number of paths to the leaf.
+        It->second += Weight;
+
+        // The leaf already has one use from inside the expression.  As we want
+        // exactly one such use, drop this new use of the leaf.
+        assert(!Op->hasOneUse() && "Only one use, but we got here twice!");
+        I->setOperand(OpIdx, UndefValue::get(I->getType()));
+        MadeChange = true;
+
+        // If the leaf is a binary operation of the right kind and we now see
+        // that its multiple original uses were in fact all by nodes belonging
+        // to the expression, then no longer consider it to be a leaf and add
+        // its operands to the expression.
+        if (BinaryOperator *BO = isReassociableOp(Op, Opcode)) {
+          DEBUG(dbgs() << "UNLEAF: " << *Op << " (" << It->second << ")\n");
+          Worklist.push_back(std::make_pair(BO, It->second));
+          Leaves.erase(It);
+          continue;
+        }
+
+        // If we still have uses that are not accounted for by the expression
+        // then it is not safe to modify the value.
+        if (!Op->hasOneUse())
+          continue;
+
+        // No uses outside the expression, try morphing it.
+        Weight = It->second;
+        Leaves.erase(It); // Since the value may be morphed below.
+      }
+
+      // At this point we have a value which, first of all, is not a binary
+      // expression of the right kind, and secondly, is only used inside the
+      // expression.  This means that it can safely be modified.  See if we
+      // can usefully morph it into an expression of the right kind.
+      assert((!isa<Instruction>(Op) ||
+              cast<Instruction>(Op)->getOpcode() != Opcode) &&
+             "Should have been handled above!");
+      assert(Op->hasOneUse() && "Has uses outside the expression tree!");
 
-bool Reassociate::ReassociateExpr(BinaryOperator *I) {
-  Value *LHS = I->getOperand(0);
-  Value *RHS = I->getOperand(1);
-  unsigned LHSRank = getRank(LHS);
-  unsigned RHSRank = getRank(RHS);
-  
-  bool Changed = false;
-
-  // Make sure the LHS of the operand always has the greater rank...
-  if (LHSRank < RHSRank) {
-    I->swapOperands();
-    std::swap(LHS, RHS);
-    std::swap(LHSRank, RHSRank);
-    Changed = true;
-    ++NumSwapped;
-    DEBUG(std::cerr << "Transposed: " << I << " Result BB: " << I->getParent());
+      // If this is a multiply expression, turn any internal negations into
+      // multiplies by -1 so they can be reassociated.
+      BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op);
+      if (Opcode == Instruction::Mul && BO && BinaryOperator::isNeg(BO)) {
+        DEBUG(dbgs() << "MORPH LEAF: " << *Op << " (" << Weight << ") TO ");
+        BO = LowerNegateToMultiply(BO, ValueRankMap);
+        DEBUG(dbgs() << *BO << 'n');
+        Worklist.push_back(std::make_pair(BO, Weight));
+        MadeChange = true;
+        continue;
+      }
+
+      // Failed to morph into an expression of the right type.  This really is
+      // a leaf.
+      DEBUG(dbgs() << "ADD LEAF: " << *Op << " (" << Weight << ")\n");
+      assert(!isReassociableOp(Op, Opcode) && "Value was morphed?");
+      LeafOrder.push_back(Op);
+      Leaves[Op] = Weight;
+    }
   }
-  
-  // If the LHS is the same operator as the current one is, and if we are the
-  // only expression using it...
-  //
-  if (BinaryOperator *LHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
-    if (LHSI->getOpcode() == I->getOpcode() && LHSI->use_size() == 1) {
-      // If the rank of our current RHS is less than the rank of the LHS's LHS,
-      // then we reassociate the two instructions...
-      if (RHSRank < getRank(LHSI->getOperand(0))) {
-        unsigned TakeOp = 0;
-        if (BinaryOperator *IOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0)))
-          if (IOp->getOpcode() == LHSI->getOpcode())
-            TakeOp = 1;   // Hoist out non-tree portion
-
-        // Convert ((a + 12) + 10) into (a + (12 + 10))
-        I->setOperand(0, LHSI->getOperand(TakeOp));
-        LHSI->setOperand(TakeOp, RHS);
-        I->setOperand(1, LHSI);
 
+  // The leaves, repeated according to their weights, represent the linearized
+  // form of the expression.
+  for (unsigned i = 0, e = LeafOrder.size(); i != e; ++i) {
+    Value *V = LeafOrder[i];
+    LeafMap::iterator It = Leaves.find(V);
+    if (It == Leaves.end())
+      // Leaf already output, or node initially thought to be a leaf wasn't.
+      continue;
+    assert(!isReassociableOp(V, Opcode) && "Shouldn't be a leaf!");
+    unsigned Weight = It->second;
+    assert(Weight > 0 && "No paths to this value!");
+    // FIXME: Rather than repeating values Weight times, use a vector of
+    // (ValueEntry, multiplicity) pairs.
+    Ops.append(Weight, ValueEntry(getRank(V), V));
+    // Ensure the leaf is only output once.
+    Leaves.erase(It);
+  }
+}
+
+// RewriteExprTree - Now that the operands for this expression tree are
+// linearized and optimized, emit them in-order.
+void Reassociate::RewriteExprTree(BinaryOperator *I,
+                                  SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  assert(Ops.size() > 1 && "Single values should be used directly!");
+
+  // Since our optimizations never increase the number of operations, the new
+  // expression can always be written by reusing the existing binary operators
+  // from the original expression tree, without creating any new instructions,
+  // though the rewritten expression may have a completely different topology.
+  // We take care to not change anything if the new expression will be the same
+  // as the original.  If more than trivial changes (like commuting operands)
+  // were made then we are obliged to clear out any optional subclass data like
+  // nsw flags.
+
+  /// NodesToRewrite - Nodes from the original expression available for writing
+  /// the new expression into.
+  SmallVector<BinaryOperator*, 8> NodesToRewrite;
+  unsigned Opcode = I->getOpcode();
+  NodesToRewrite.push_back(I);
+
+  // ExpressionChanged - Non-null if the rewritten expression differs from the
+  // original in some non-trivial way, requiring the clearing of optional flags.
+  // Flags are cleared from the operator in ExpressionChanged up to I inclusive.
+  BinaryOperator *ExpressionChanged = 0;
+  BinaryOperator *Previous;
+  BinaryOperator *Op = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
+    assert(!NodesToRewrite.empty() &&
+           "Optimized expressions has more nodes than original!");
+    Previous = Op; Op = NodesToRewrite.pop_back_val();
+    if (ExpressionChanged)
+      // Compactify the tree instructions together with each other to guarantee
+      // that the expression tree is dominated by all of Ops.
+      Op->moveBefore(Previous);
+
+    // The last operation (which comes earliest in the IR) is special as both
+    // operands will come from Ops, rather than just one with the other being
+    // a subexpression.
+    if (i+2 == Ops.size()) {
+      Value *NewLHS = Ops[i].Op;
+      Value *NewRHS = Ops[i+1].Op;
+      Value *OldLHS = Op->getOperand(0);
+      Value *OldRHS = Op->getOperand(1);
+
+      if (NewLHS == OldLHS && NewRHS == OldRHS)
+        // Nothing changed, leave it alone.
+        break;
+
+      if (NewLHS == OldRHS && NewRHS == OldLHS) {
+        // The order of the operands was reversed.  Swap them.
+        DEBUG(dbgs() << "RA: " << *Op << '\n');
+        Op->swapOperands();
+        DEBUG(dbgs() << "TO: " << *Op << '\n');
+        MadeChange = true;
         ++NumChanged;
-        DEBUG(std::cerr << "Reassociated: " << I << " Result BB: "
-                        << I->getParent());
+        break;
+      }
 
-        // Since we modified the RHS instruction, make sure that we recheck it.
-        ReassociateExpr(LHSI);
-        return true;
+      // The new operation differs non-trivially from the original. Overwrite
+      // the old operands with the new ones.
+      DEBUG(dbgs() << "RA: " << *Op << '\n');
+      if (NewLHS != OldLHS) {
+        if (BinaryOperator *BO = isReassociableOp(OldLHS, Opcode))
+          NodesToRewrite.push_back(BO);
+        Op->setOperand(0, NewLHS);
       }
+      if (NewRHS != OldRHS) {
+        if (BinaryOperator *BO = isReassociableOp(OldRHS, Opcode))
+          NodesToRewrite.push_back(BO);
+        Op->setOperand(1, NewRHS);
+      }
+      DEBUG(dbgs() << "TO: " << *Op << '\n');
+
+      ExpressionChanged = Op;
+      MadeChange = true;
+      ++NumChanged;
+
+      break;
     }
 
-  return Changed;
+    // Not the last operation.  The left-hand side will be a sub-expression
+    // while the right-hand side will be the current element of Ops.
+    Value *NewRHS = Ops[i].Op;
+    if (NewRHS != Op->getOperand(1)) {
+      DEBUG(dbgs() << "RA: " << *Op << '\n');
+      if (NewRHS == Op->getOperand(0)) {
+        // The new right-hand side was already present as the left operand.  If
+        // we are lucky then swapping the operands will sort out both of them.
+        Op->swapOperands();
+      } else {
+        // Overwrite with the new right-hand side.
+        if (BinaryOperator *BO = isReassociableOp(Op->getOperand(1), Opcode))
+          NodesToRewrite.push_back(BO);
+        Op->setOperand(1, NewRHS);
+        ExpressionChanged = Op;
+      }
+      DEBUG(dbgs() << "TO: " << *Op << '\n');
+      MadeChange = true;
+      ++NumChanged;
+    }
+
+    // Now deal with the left-hand side.  If this is already an operation node
+    // from the original expression then just rewrite the rest of the expression
+    // into it.
+    if (BinaryOperator *BO = isReassociableOp(Op->getOperand(0), Opcode)) {
+      NodesToRewrite.push_back(BO);
+      continue;
+    }
+
+    // Otherwise, grab a spare node from the original expression and use that as
+    // the left-hand side.
+    assert(!NodesToRewrite.empty() &&
+           "Optimized expressions has more nodes than original!");
+    DEBUG(dbgs() << "RA: " << *Op << '\n');
+    Op->setOperand(0, NodesToRewrite.back());
+    DEBUG(dbgs() << "TO: " << *Op << '\n');
+    ExpressionChanged = Op;
+    MadeChange = true;
+    ++NumChanged;
+  }
+
+  // If the expression changed non-trivially then clear out all subclass data
+  // starting from the operator specified in ExpressionChanged.
+  if (ExpressionChanged) {
+    do {
+      ExpressionChanged->clearSubclassOptionalData();
+      if (ExpressionChanged == I)
+        break;
+      ExpressionChanged = cast<BinaryOperator>(*ExpressionChanged->use_begin());
+    } while (1);
+  }
+
+  // Throw away any left over nodes from the original expression.
+  for (unsigned i = 0, e = NodesToRewrite.size(); i != e; ++i)
+    RemoveDeadBinaryOp(NodesToRewrite[i]);
 }
 
+/// NegateValue - Insert instructions before the instruction pointed to by BI,
+/// that computes the negative version of the value specified.  The negative
+/// version of the value is returned, and BI is left pointing at the instruction
+/// that should be processed next by the reassociation pass.
+static Value *NegateValue(Value *V, Instruction *BI) {
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
+    return ConstantExpr::getNeg(C);
 
-// NegateValue - Insert instructions before the instruction pointed to by BI,
-// that computes the negative version of the value specified.  The negative
-// version of the value is returned, and BI is left pointing at the instruction
-// that should be processed next by the reassociation pass.
-//
-static Value *NegateValue(Value *V, BasicBlock *BB, BasicBlock::iterator &BI) {
   // We are trying to expose opportunity for reassociation.  One of the things
   // that we want to do to achieve this is to push a negation as deep into an
   // expression chain as possible, to expose the add instructions.  In practice,
@@ -168,116 +642,892 @@ static Value *NegateValue(Value *V, BasicBlock *BB, BasicBlock::iterator &BI) {
   //   X = -(A+12+C+D)   into    X = -A + -12 + -C + -D = -12 + -A + -C + -D
   // so that later, a: Y = 12+X could get reassociated with the -12 to eliminate
   // the constants.  We assume that instcombine will clean up the mess later if
-  // we introduce tons of unneccesary negation instructions...
+  // we introduce tons of unnecessary negation instructions.
   //
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
-    if (I->getOpcode() == Instruction::Add && I->use_size() == 1) {
-      Value *RHS = NegateValue(I->getOperand(1), BB, BI);
-      Value *LHS = NegateValue(I->getOperand(0), BB, BI);
-
-      // We must actually insert a new add instruction here, because the neg
-      // instructions do not dominate the old add instruction in general.  By
-      // adding it now, we are assured that the neg instructions we just
-      // inserted dominate the instruction we are about to insert after them.
-      //
-      BasicBlock::iterator NBI = cast<Instruction>(RHS);
-
-      Instruction *Add =
-        BinaryOperator::create(Instruction::Add, LHS, RHS, I->getName()+".neg");
-      BB->getInstList().insert(++NBI, Add);  // Add to the basic block...
-      return Add;
+  if (BinaryOperator *I = isReassociableOp(V, Instruction::Add)) {
+    // Push the negates through the add.
+    I->setOperand(0, NegateValue(I->getOperand(0), BI));
+    I->setOperand(1, NegateValue(I->getOperand(1), BI));
+
+    // We must move the add instruction here, because the neg instructions do
+    // not dominate the old add instruction in general.  By moving it, we are
+    // assured that the neg instructions we just inserted dominate the
+    // instruction we are about to insert after them.
+    //
+    I->moveBefore(BI);
+    I->setName(I->getName()+".neg");
+    return I;
+  }
+
+  // Okay, we need to materialize a negated version of V with an instruction.
+  // Scan the use lists of V to see if we have one already.
+  for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E;++UI){
+    User *U = *UI;
+    if (!BinaryOperator::isNeg(U)) continue;
+
+    // We found one!  Now we have to make sure that the definition dominates
+    // this use.  We do this by moving it to the entry block (if it is a
+    // non-instruction value) or right after the definition.  These negates will
+    // be zapped by reassociate later, so we don't need much finesse here.
+    BinaryOperator *TheNeg = cast<BinaryOperator>(U);
+
+    // Verify that the negate is in this function, V might be a constant expr.
+    if (TheNeg->getParent()->getParent() != BI->getParent()->getParent())
+      continue;
+
+    BasicBlock::iterator InsertPt;
+    if (Instruction *InstInput = dyn_cast<Instruction>(V)) {
+      if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(InstInput)) {
+        InsertPt = II->getNormalDest()->begin();
+      } else {
+        InsertPt = InstInput;
+        ++InsertPt;
+      }
+      while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
+    } else {
+      InsertPt = TheNeg->getParent()->getParent()->getEntryBlock().begin();
     }
+    TheNeg->moveBefore(InsertPt);
+    return TheNeg;
+  }
 
   // Insert a 'neg' instruction that subtracts the value from zero to get the
   // negation.
+  return BinaryOperator::CreateNeg(V, V->getName() + ".neg", BI);
+}
+
+/// ShouldBreakUpSubtract - Return true if we should break up this subtract of
+/// X-Y into (X + -Y).
+static bool ShouldBreakUpSubtract(Instruction *Sub) {
+  // If this is a negation, we can't split it up!
+  if (BinaryOperator::isNeg(Sub))
+    return false;
+
+  // Don't bother to break this up unless either the LHS is an associable add or
+  // subtract or if this is only used by one.
+  if (isReassociableOp(Sub->getOperand(0), Instruction::Add) ||
+      isReassociableOp(Sub->getOperand(0), Instruction::Sub))
+    return true;
+  if (isReassociableOp(Sub->getOperand(1), Instruction::Add) ||
+      isReassociableOp(Sub->getOperand(1), Instruction::Sub))
+    return true;
+  if (Sub->hasOneUse() &&
+      (isReassociableOp(Sub->use_back(), Instruction::Add) ||
+       isReassociableOp(Sub->use_back(), Instruction::Sub)))
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+/// BreakUpSubtract - If we have (X-Y), and if either X is an add, or if this is
+/// only used by an add, transform this into (X+(0-Y)) to promote better
+/// reassociation.
+static Instruction *BreakUpSubtract(Instruction *Sub,
+                         DenseMap<AssertingVH<Value>, unsigned> &ValueRankMap) {
+  // Convert a subtract into an add and a neg instruction. This allows sub
+  // instructions to be commuted with other add instructions.
   //
-  Instruction *Neg =
-    BinaryOperator::create(Instruction::Sub,
-                           Constant::getNullValue(V->getType()), V,
-                           V->getName()+".neg");
-  BI = BB->getInstList().insert(BI, Neg);  // Add to the basic block...
-  return Neg;
+  // Calculate the negative value of Operand 1 of the sub instruction,
+  // and set it as the RHS of the add instruction we just made.
+  //
+  Value *NegVal = NegateValue(Sub->getOperand(1), Sub);
+  Instruction *New =
+    BinaryOperator::CreateAdd(Sub->getOperand(0), NegVal, "", Sub);
+  New->takeName(Sub);
+
+  // Everyone now refers to the add instruction.
+  ValueRankMap.erase(Sub);
+  Sub->replaceAllUsesWith(New);
+  New->setDebugLoc(Sub->getDebugLoc());
+  Sub->eraseFromParent();
+
+  DEBUG(dbgs() << "Negated: " << *New << '\n');
+  return New;
+}
+
+/// ConvertShiftToMul - If this is a shift of a reassociable multiply or is used
+/// by one, change this into a multiply by a constant to assist with further
+/// reassociation.
+static Instruction *ConvertShiftToMul(Instruction *Shl,
+                         DenseMap<AssertingVH<Value>, unsigned> &ValueRankMap) {
+  // If an operand of this shift is a reassociable multiply, or if the shift
+  // is used by a reassociable multiply or add, turn into a multiply.
+  if (isReassociableOp(Shl->getOperand(0), Instruction::Mul) ||
+      (Shl->hasOneUse() &&
+       (isReassociableOp(Shl->use_back(), Instruction::Mul) ||
+        isReassociableOp(Shl->use_back(), Instruction::Add)))) {
+    Constant *MulCst = ConstantInt::get(Shl->getType(), 1);
+    MulCst = ConstantExpr::getShl(MulCst, cast<Constant>(Shl->getOperand(1)));
+
+    Instruction *Mul =
+      BinaryOperator::CreateMul(Shl->getOperand(0), MulCst, "", Shl);
+    ValueRankMap.erase(Shl);
+    Mul->takeName(Shl);
+    Shl->replaceAllUsesWith(Mul);
+    Mul->setDebugLoc(Shl->getDebugLoc());
+    Shl->eraseFromParent();
+    return Mul;
+  }
+  return 0;
 }
 
+/// FindInOperandList - Scan backwards and forwards among values with the same
+/// rank as element i to see if X exists.  If X does not exist, return i.  This
+/// is useful when scanning for 'x' when we see '-x' because they both get the
+/// same rank.
+static unsigned FindInOperandList(SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops, unsigned i,
+                                  Value *X) {
+  unsigned XRank = Ops[i].Rank;
+  unsigned e = Ops.size();
+  for (unsigned j = i+1; j != e && Ops[j].Rank == XRank; ++j)
+    if (Ops[j].Op == X)
+      return j;
+  // Scan backwards.
+  for (unsigned j = i-1; j != ~0U && Ops[j].Rank == XRank; --j)
+    if (Ops[j].Op == X)
+      return j;
+  return i;
+}
 
-bool Reassociate::ReassociateBB(BasicBlock *BB) {
-  bool Changed = false;
-  for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(); BI != BB->end(); ++BI) {
+/// EmitAddTreeOfValues - Emit a tree of add instructions, summing Ops together
+/// and returning the result.  Insert the tree before I.
+static Value *EmitAddTreeOfValues(Instruction *I,
+                                  SmallVectorImpl<WeakVH> &Ops){
+  if (Ops.size() == 1) return Ops.back();
 
-    // If this instruction is a commutative binary operator, and the ranks of
-    // the two operands are sorted incorrectly, fix it now.
-    //
-    if (BinaryOperator *I = isCommutativeOperator(BI)) {
-      if (!I->use_empty()) {
-        // Make sure that we don't have a tree-shaped computation.  If we do,
-        // linearize it.  Convert (A+B)+(C+D) into ((A+B)+C)+D
-        //
-        Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(0));
-        Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(1));
-        if (LHSI && (int)LHSI->getOpcode() == I->getOpcode() &&
-            RHSI && (int)RHSI->getOpcode() == I->getOpcode() &&
-            RHSI->use_size() == 1) {
-          // Insert a new temporary instruction... (A+B)+C
-          BinaryOperator *Tmp = BinaryOperator::create(I->getOpcode(), LHSI,
-                                                       RHSI->getOperand(0),
-                                                       RHSI->getName()+".ra");
-          BI = BB->getInstList().insert(BI, Tmp);  // Add to the basic block...
-          I->setOperand(0, Tmp);
-          I->setOperand(1, RHSI->getOperand(1));
-
-          // Process the temporary instruction for reassociation now.
-          I = Tmp;
-          ++NumLinear;
-          Changed = true;
-          DEBUG(std::cerr << "Linearized: " << I << " Result BB: " << BB);
+  Value *V1 = Ops.back();
+  Ops.pop_back();
+  Value *V2 = EmitAddTreeOfValues(I, Ops);
+  return BinaryOperator::CreateAdd(V2, V1, "tmp", I);
+}
+
+/// RemoveFactorFromExpression - If V is an expression tree that is a
+/// multiplication sequence, and if this sequence contains a multiply by Factor,
+/// remove Factor from the tree and return the new tree.
+Value *Reassociate::RemoveFactorFromExpression(Value *V, Value *Factor) {
+  BinaryOperator *BO = isReassociableOp(V, Instruction::Mul);
+  if (!BO) return 0;
+
+  SmallVector<ValueEntry, 8> Factors;
+  LinearizeExprTree(BO, Factors);
+
+  bool FoundFactor = false;
+  bool NeedsNegate = false;
+  for (unsigned i = 0, e = Factors.size(); i != e; ++i) {
+    if (Factors[i].Op == Factor) {
+      FoundFactor = true;
+      Factors.erase(Factors.begin()+i);
+      break;
+    }
+
+    // If this is a negative version of this factor, remove it.
+    if (ConstantInt *FC1 = dyn_cast<ConstantInt>(Factor))
+      if (ConstantInt *FC2 = dyn_cast<ConstantInt>(Factors[i].Op))
+        if (FC1->getValue() == -FC2->getValue()) {
+          FoundFactor = NeedsNegate = true;
+          Factors.erase(Factors.begin()+i);
+          break;
         }
+  }
+
+  if (!FoundFactor) {
+    // Make sure to restore the operands to the expression tree.
+    RewriteExprTree(BO, Factors);
+    return 0;
+  }
+
+  BasicBlock::iterator InsertPt = BO; ++InsertPt;
+
+  // If this was just a single multiply, remove the multiply and return the only
+  // remaining operand.
+  if (Factors.size() == 1) {
+    RemoveDeadBinaryOp(BO);
+    V = Factors[0].Op;
+  } else {
+    RewriteExprTree(BO, Factors);
+    V = BO;
+  }
+
+  if (NeedsNegate)
+    V = BinaryOperator::CreateNeg(V, "neg", InsertPt);
+
+  return V;
+}
+
+/// FindSingleUseMultiplyFactors - If V is a single-use multiply, recursively
+/// add its operands as factors, otherwise add V to the list of factors.
+///
+/// Ops is the top-level list of add operands we're trying to factor.
+static void FindSingleUseMultiplyFactors(Value *V,
+                                         SmallVectorImpl<Value*> &Factors,
+                                       const SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  BinaryOperator *BO = isReassociableOp(V, Instruction::Mul);
+  if (!BO) {
+    Factors.push_back(V);
+    return;
+  }
 
-        // Make sure that this expression is correctly reassociated with respect
-        // to it's used values...
-        //
-        Changed |= ReassociateExpr(I);
+  // Otherwise, add the LHS and RHS to the list of factors.
+  FindSingleUseMultiplyFactors(BO->getOperand(1), Factors, Ops);
+  FindSingleUseMultiplyFactors(BO->getOperand(0), Factors, Ops);
+}
+
+/// OptimizeAndOrXor - Optimize a series of operands to an 'and', 'or', or 'xor'
+/// instruction.  This optimizes based on identities.  If it can be reduced to
+/// a single Value, it is returned, otherwise the Ops list is mutated as
+/// necessary.
+static Value *OptimizeAndOrXor(unsigned Opcode,
+                               SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  // Scan the operand lists looking for X and ~X pairs, along with X,X pairs.
+  // If we find any, we can simplify the expression. X&~X == 0, X|~X == -1.
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
+    // First, check for X and ~X in the operand list.
+    assert(i < Ops.size());
+    if (BinaryOperator::isNot(Ops[i].Op)) {    // Cannot occur for ^.
+      Value *X = BinaryOperator::getNotArgument(Ops[i].Op);
+      unsigned FoundX = FindInOperandList(Ops, i, X);
+      if (FoundX != i) {
+        if (Opcode == Instruction::And)   // ...&X&~X = 0
+          return Constant::getNullValue(X->getType());
+
+        if (Opcode == Instruction::Or)    // ...|X|~X = -1
+          return Constant::getAllOnesValue(X->getType());
       }
+    }
 
-    } else if (BI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
-               BI->getOperand(0) != Constant::getNullValue(BI->getType())) {
-      // Convert a subtract into an add and a neg instruction... so that sub
-      // instructions can be commuted with other add instructions...
-      //
-      Instruction *New = BinaryOperator::create(Instruction::Add,
-                                                BI->getOperand(0),
-                                                BI->getOperand(1),
-                                                BI->getName());
-      Value *NegatedValue = BI->getOperand(1);
-
-      // Everyone now refers to the add instruction...
-      BI->replaceAllUsesWith(New);
-
-      // Put the new add in the place of the subtract... deleting the subtract
-      BI = BB->getInstList().erase(BI);
-      BI = ++BB->getInstList().insert(BI, New);
-
-      // Calculate the negative value of Operand 1 of the sub instruction...
-      // and set it as the RHS of the add instruction we just made...
-      New->setOperand(1, NegateValue(NegatedValue, BB, BI));
-      --BI;
-      Changed = true;
-      DEBUG(std::cerr << "Negated: " << New << " Result BB: " << BB);
+    // Next, check for duplicate pairs of values, which we assume are next to
+    // each other, due to our sorting criteria.
+    assert(i < Ops.size());
+    if (i+1 != Ops.size() && Ops[i+1].Op == Ops[i].Op) {
+      if (Opcode == Instruction::And || Opcode == Instruction::Or) {
+        // Drop duplicate values for And and Or.
+        Ops.erase(Ops.begin()+i);
+        --i; --e;
+        ++NumAnnihil;
+        continue;
+      }
+
+      // Drop pairs of values for Xor.
+      assert(Opcode == Instruction::Xor);
+      if (e == 2)
+        return Constant::getNullValue(Ops[0].Op->getType());
+
+      // Y ^ X^X -> Y
+      Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+2);
+      i -= 1; e -= 2;
+      ++NumAnnihil;
     }
   }
+  return 0;
+}
+
+/// OptimizeAdd - Optimize a series of operands to an 'add' instruction.  This
+/// optimizes based on identities.  If it can be reduced to a single Value, it
+/// is returned, otherwise the Ops list is mutated as necessary.
+Value *Reassociate::OptimizeAdd(Instruction *I,
+                                SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  // Scan the operand lists looking for X and -X pairs.  If we find any, we
+  // can simplify the expression. X+-X == 0.  While we're at it, scan for any
+  // duplicates.  We want to canonicalize Y+Y+Y+Z -> 3*Y+Z.
+  //
+  // TODO: We could handle "X + ~X" -> "-1" if we wanted, since "-X = ~X+1".
+  //
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
+    Value *TheOp = Ops[i].Op;
+    // Check to see if we've seen this operand before.  If so, we factor all
+    // instances of the operand together.  Due to our sorting criteria, we know
+    // that these need to be next to each other in the vector.
+    if (i+1 != Ops.size() && Ops[i+1].Op == TheOp) {
+      // Rescan the list, remove all instances of this operand from the expr.
+      unsigned NumFound = 0;
+      do {
+        Ops.erase(Ops.begin()+i);
+        ++NumFound;
+      } while (i != Ops.size() && Ops[i].Op == TheOp);
+
+      DEBUG(errs() << "\nFACTORING [" << NumFound << "]: " << *TheOp << '\n');
+      ++NumFactor;
+
+      // Insert a new multiply.
+      Value *Mul = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(I->getType()), NumFound);
+      Mul = BinaryOperator::CreateMul(TheOp, Mul, "factor", I);
+
+      // Now that we have inserted a multiply, optimize it. This allows us to
+      // handle cases that require multiple factoring steps, such as this:
+      // (X*2) + (X*2) + (X*2) -> (X*2)*3 -> X*6
+      RedoInsts.push_back(Mul);
+
+      // If every add operand was a duplicate, return the multiply.
+      if (Ops.empty())
+        return Mul;
+
+      // Otherwise, we had some input that didn't have the dupe, such as
+      // "A + A + B" -> "A*2 + B".  Add the new multiply to the list of
+      // things being added by this operation.
+      Ops.insert(Ops.begin(), ValueEntry(getRank(Mul), Mul));
+
+      --i;
+      e = Ops.size();
+      continue;
+    }
+
+    // Check for X and -X in the operand list.
+    if (!BinaryOperator::isNeg(TheOp))
+      continue;
+
+    Value *X = BinaryOperator::getNegArgument(TheOp);
+    unsigned FoundX = FindInOperandList(Ops, i, X);
+    if (FoundX == i)
+      continue;
+
+    // Remove X and -X from the operand list.
+    if (Ops.size() == 2)
+      return Constant::getNullValue(X->getType());
+
+    Ops.erase(Ops.begin()+i);
+    if (i < FoundX)
+      --FoundX;
+    else
+      --i;   // Need to back up an extra one.
+    Ops.erase(Ops.begin()+FoundX);
+    ++NumAnnihil;
+    --i;     // Revisit element.
+    e -= 2;  // Removed two elements.
+  }
+
+  // Scan the operand list, checking to see if there are any common factors
+  // between operands.  Consider something like A*A+A*B*C+D.  We would like to
+  // reassociate this to A*(A+B*C)+D, which reduces the number of multiplies.
+  // To efficiently find this, we count the number of times a factor occurs
+  // for any ADD operands that are MULs.
+  DenseMap<Value*, unsigned> FactorOccurrences;
+
+  // Keep track of each multiply we see, to avoid triggering on (X*4)+(X*4)
+  // where they are actually the same multiply.
+  unsigned MaxOcc = 0;
+  Value *MaxOccVal = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
+    BinaryOperator *BOp = isReassociableOp(Ops[i].Op, Instruction::Mul);
+    if (!BOp)
+      continue;
+
+    // Compute all of the factors of this added value.
+    SmallVector<Value*, 8> Factors;
+    FindSingleUseMultiplyFactors(BOp, Factors, Ops);
+    assert(Factors.size() > 1 && "Bad linearize!");
+
+    // Add one to FactorOccurrences for each unique factor in this op.
+    SmallPtrSet<Value*, 8> Duplicates;
+    for (unsigned i = 0, e = Factors.size(); i != e; ++i) {
+      Value *Factor = Factors[i];
+      if (!Duplicates.insert(Factor)) continue;
+
+      unsigned Occ = ++FactorOccurrences[Factor];
+      if (Occ > MaxOcc) { MaxOcc = Occ; MaxOccVal = Factor; }
+
+      // If Factor is a negative constant, add the negated value as a factor
+      // because we can percolate the negate out.  Watch for minint, which
+      // cannot be positivified.
+      if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Factor))
+        if (CI->isNegative() && !CI->isMinValue(true)) {
+          Factor = ConstantInt::get(CI->getContext(), -CI->getValue());
+          assert(!Duplicates.count(Factor) &&
+                 "Shouldn't have two constant factors, missed a canonicalize");
+
+          unsigned Occ = ++FactorOccurrences[Factor];
+          if (Occ > MaxOcc) { MaxOcc = Occ; MaxOccVal = Factor; }
+        }
+    }
+  }
+
+  // If any factor occurred more than one time, we can pull it out.
+  if (MaxOcc > 1) {
+    DEBUG(errs() << "\nFACTORING [" << MaxOcc << "]: " << *MaxOccVal << '\n');
+    ++NumFactor;
 
-  return Changed;
+    // Create a new instruction that uses the MaxOccVal twice.  If we don't do
+    // this, we could otherwise run into situations where removing a factor
+    // from an expression will drop a use of maxocc, and this can cause
+    // RemoveFactorFromExpression on successive values to behave differently.
+    Instruction *DummyInst = BinaryOperator::CreateAdd(MaxOccVal, MaxOccVal);
+    SmallVector<WeakVH, 4> NewMulOps;
+    for (unsigned i = 0; i != Ops.size(); ++i) {
+      // Only try to remove factors from expressions we're allowed to.
+      BinaryOperator *BOp = isReassociableOp(Ops[i].Op, Instruction::Mul);
+      if (!BOp)
+        continue;
+
+      if (Value *V = RemoveFactorFromExpression(Ops[i].Op, MaxOccVal)) {
+        // The factorized operand may occur several times.  Convert them all in
+        // one fell swoop.
+        for (unsigned j = Ops.size(); j != i;) {
+          --j;
+          if (Ops[j].Op == Ops[i].Op) {
+            NewMulOps.push_back(V);
+            Ops.erase(Ops.begin()+j);
+          }
+        }
+        --i;
+      }
+    }
+
+    // No need for extra uses anymore.
+    delete DummyInst;
+
+    unsigned NumAddedValues = NewMulOps.size();
+    Value *V = EmitAddTreeOfValues(I, NewMulOps);
+
+    // Now that we have inserted the add tree, optimize it. This allows us to
+    // handle cases that require multiple factoring steps, such as this:
+    // A*A*B + A*A*C   -->   A*(A*B+A*C)   -->   A*(A*(B+C))
+    assert(NumAddedValues > 1 && "Each occurrence should contribute a value");
+    (void)NumAddedValues;
+    RedoInsts.push_back(V);
+
+    // Create the multiply.
+    Value *V2 = BinaryOperator::CreateMul(V, MaxOccVal, "tmp", I);
+
+    // Rerun associate on the multiply in case the inner expression turned into
+    // a multiply.  We want to make sure that we keep things in canonical form.
+    RedoInsts.push_back(V2);
+
+    // If every add operand included the factor (e.g. "A*B + A*C"), then the
+    // entire result expression is just the multiply "A*(B+C)".
+    if (Ops.empty())
+      return V2;
+
+    // Otherwise, we had some input that didn't have the factor, such as
+    // "A*B + A*C + D" -> "A*(B+C) + D".  Add the new multiply to the list of
+    // things being added by this operation.
+    Ops.insert(Ops.begin(), ValueEntry(getRank(V2), V2));
+  }
+
+  return 0;
+}
+
+namespace {
+  /// \brief Predicate tests whether a ValueEntry's op is in a map.
+  struct IsValueInMap {
+    const DenseMap<Value *, unsigned> &Map;
+
+    IsValueInMap(const DenseMap<Value *, unsigned> &Map) : Map(Map) {}
+
+    bool operator()(const ValueEntry &Entry) {
+      return Map.find(Entry.Op) != Map.end();
+    }
+  };
 }
 
+/// \brief Build up a vector of value/power pairs factoring a product.
+///
+/// Given a series of multiplication operands, build a vector of factors and
+/// the powers each is raised to when forming the final product. Sort them in
+/// the order of descending power.
+///
+///      (x*x)          -> [(x, 2)]
+///     ((x*x)*x)       -> [(x, 3)]
+///   ((((x*y)*x)*y)*x) -> [(x, 3), (y, 2)]
+///
+/// \returns Whether any factors have a power greater than one.
+bool Reassociate::collectMultiplyFactors(SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops,
+                                         SmallVectorImpl<Factor> &Factors) {
+  // FIXME: Have Ops be (ValueEntry, Multiplicity) pairs, simplifying this.
+  // Compute the sum of powers of simplifiable factors.
+  unsigned FactorPowerSum = 0;
+  for (unsigned Idx = 1, Size = Ops.size(); Idx < Size; ++Idx) {
+    Value *Op = Ops[Idx-1].Op;
+
+    // Count the number of occurrences of this value.
+    unsigned Count = 1;
+    for (; Idx < Size && Ops[Idx].Op == Op; ++Idx)
+      ++Count;
+    // Track for simplification all factors which occur 2 or more times.
+    if (Count > 1)
+      FactorPowerSum += Count;
+  }
+
+  // We can only simplify factors if the sum of the powers of our simplifiable
+  // factors is 4 or higher. When that is the case, we will *always* have
+  // a simplification. This is an important invariant to prevent cyclicly
+  // trying to simplify already minimal formations.
+  if (FactorPowerSum < 4)
+    return false;
+
+  // Now gather the simplifiable factors, removing them from Ops.
+  FactorPowerSum = 0;
+  for (unsigned Idx = 1; Idx < Ops.size(); ++Idx) {
+    Value *Op = Ops[Idx-1].Op;
+
+    // Count the number of occurrences of this value.
+    unsigned Count = 1;
+    for (; Idx < Ops.size() && Ops[Idx].Op == Op; ++Idx)
+      ++Count;
+    if (Count == 1)
+      continue;
+    // Move an even number of occurrences to Factors.
+    Count &= ~1U;
+    Idx -= Count;
+    FactorPowerSum += Count;
+    Factors.push_back(Factor(Op, Count));
+    Ops.erase(Ops.begin()+Idx, Ops.begin()+Idx+Count);
+  }
+
+  // None of the adjustments above should have reduced the sum of factor powers
+  // below our mininum of '4'.
+  assert(FactorPowerSum >= 4);
+
+  std::sort(Factors.begin(), Factors.end(), Factor::PowerDescendingSorter());
+  return true;
+}
+
+/// \brief Build a tree of multiplies, computing the product of Ops.
+static Value *buildMultiplyTree(IRBuilder<> &Builder,
+                                SmallVectorImpl<Value*> &Ops) {
+  if (Ops.size() == 1)
+    return Ops.back();
+
+  Value *LHS = Ops.pop_back_val();
+  do {
+    LHS = Builder.CreateMul(LHS, Ops.pop_back_val());
+  } while (!Ops.empty());
+
+  return LHS;
+}
+
+/// \brief Build a minimal multiplication DAG for (a^x)*(b^y)*(c^z)*...
+///
+/// Given a vector of values raised to various powers, where no two values are
+/// equal and the powers are sorted in decreasing order, compute the minimal
+/// DAG of multiplies to compute the final product, and return that product
+/// value.
+Value *Reassociate::buildMinimalMultiplyDAG(IRBuilder<> &Builder,
+                                            SmallVectorImpl<Factor> &Factors) {
+  assert(Factors[0].Power);
+  SmallVector<Value *, 4> OuterProduct;
+  for (unsigned LastIdx = 0, Idx = 1, Size = Factors.size();
+       Idx < Size && Factors[Idx].Power > 0; ++Idx) {
+    if (Factors[Idx].Power != Factors[LastIdx].Power) {
+      LastIdx = Idx;
+      continue;
+    }
+
+    // We want to multiply across all the factors with the same power so that
+    // we can raise them to that power as a single entity. Build a mini tree
+    // for that.
+    SmallVector<Value *, 4> InnerProduct;
+    InnerProduct.push_back(Factors[LastIdx].Base);
+    do {
+      InnerProduct.push_back(Factors[Idx].Base);
+      ++Idx;
+    } while (Idx < Size && Factors[Idx].Power == Factors[LastIdx].Power);
+
+    // Reset the base value of the first factor to the new expression tree.
+    // We'll remove all the factors with the same power in a second pass.
+    Factors[LastIdx].Base = buildMultiplyTree(Builder, InnerProduct);
+    RedoInsts.push_back(Factors[LastIdx].Base);
+
+    LastIdx = Idx;
+  }
+  // Unique factors with equal powers -- we've folded them into the first one's
+  // base.
+  Factors.erase(std::unique(Factors.begin(), Factors.end(),
+                            Factor::PowerEqual()),
+                Factors.end());
+
+  // Iteratively collect the base of each factor with an add power into the
+  // outer product, and halve each power in preparation for squaring the
+  // expression.
+  for (unsigned Idx = 0, Size = Factors.size(); Idx != Size; ++Idx) {
+    if (Factors[Idx].Power & 1)
+      OuterProduct.push_back(Factors[Idx].Base);
+    Factors[Idx].Power >>= 1;
+  }
+  if (Factors[0].Power) {
+    Value *SquareRoot = buildMinimalMultiplyDAG(Builder, Factors);
+    OuterProduct.push_back(SquareRoot);
+    OuterProduct.push_back(SquareRoot);
+  }
+  if (OuterProduct.size() == 1)
+    return OuterProduct.front();
+
+  Value *V = buildMultiplyTree(Builder, OuterProduct);
+  return V;
+}
+
+Value *Reassociate::OptimizeMul(BinaryOperator *I,
+                                SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  // We can only optimize the multiplies when there is a chain of more than
+  // three, such that a balanced tree might require fewer total multiplies.
+  if (Ops.size() < 4)
+    return 0;
+
+  // Try to turn linear trees of multiplies without other uses of the
+  // intermediate stages into minimal multiply DAGs with perfect sub-expression
+  // re-use.
+  SmallVector<Factor, 4> Factors;
+  if (!collectMultiplyFactors(Ops, Factors))
+    return 0; // All distinct factors, so nothing left for us to do.
+
+  IRBuilder<> Builder(I);
+  Value *V = buildMinimalMultiplyDAG(Builder, Factors);
+  if (Ops.empty())
+    return V;
+
+  ValueEntry NewEntry = ValueEntry(getRank(V), V);
+  Ops.insert(std::lower_bound(Ops.begin(), Ops.end(), NewEntry), NewEntry);
+  return 0;
+}
+
+Value *Reassociate::OptimizeExpression(BinaryOperator *I,
+                                       SmallVectorImpl<ValueEntry> &Ops) {
+  // Now that we have the linearized expression tree, try to optimize it.
+  // Start by folding any constants that we found.
+  bool IterateOptimization = false;
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0].Op;
+
+  unsigned Opcode = I->getOpcode();
+
+  if (Constant *V1 = dyn_cast<Constant>(Ops[Ops.size()-2].Op))
+    if (Constant *V2 = dyn_cast<Constant>(Ops.back().Op)) {
+      Ops.pop_back();
+      Ops.back().Op = ConstantExpr::get(Opcode, V1, V2);
+      return OptimizeExpression(I, Ops);
+    }
+
+  // Check for destructive annihilation due to a constant being used.
+  if (ConstantInt *CstVal = dyn_cast<ConstantInt>(Ops.back().Op))
+    switch (Opcode) {
+    default: break;
+    case Instruction::And:
+      if (CstVal->isZero())                  // X & 0 -> 0
+        return CstVal;
+      if (CstVal->isAllOnesValue())          // X & -1 -> X
+        Ops.pop_back();
+      break;
+    case Instruction::Mul:
+      if (CstVal->isZero()) {                // X * 0 -> 0
+        ++NumAnnihil;
+        return CstVal;
+      }
+
+      if (cast<ConstantInt>(CstVal)->isOne())
+        Ops.pop_back();                      // X * 1 -> X
+      break;
+    case Instruction::Or:
+      if (CstVal->isAllOnesValue())          // X | -1 -> -1
+        return CstVal;
+      // FALLTHROUGH!
+    case Instruction::Add:
+    case Instruction::Xor:
+      if (CstVal->isZero())                  // X [|^+] 0 -> X
+        Ops.pop_back();
+      break;
+    }
+  if (Ops.size() == 1) return Ops[0].Op;
+
+  // Handle destructive annihilation due to identities between elements in the
+  // argument list here.
+  unsigned NumOps = Ops.size();
+  switch (Opcode) {
+  default: break;
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+    if (Value *Result = OptimizeAndOrXor(Opcode, Ops))
+      return Result;
+    break;
+
+  case Instruction::Add:
+    if (Value *Result = OptimizeAdd(I, Ops))
+      return Result;
+    break;
+
+  case Instruction::Mul:
+    if (Value *Result = OptimizeMul(I, Ops))
+      return Result;
+    break;
+  }
+
+  if (IterateOptimization || Ops.size() != NumOps)
+    return OptimizeExpression(I, Ops);
+  return 0;
+}
+
+/// ReassociateInst - Inspect and reassociate the instruction at the
+/// given position, post-incrementing the position.
+void Reassociate::ReassociateInst(BasicBlock::iterator &BBI) {
+  Instruction *BI = BBI++;
+  if (BI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
+      isa<ConstantInt>(BI->getOperand(1)))
+    if (Instruction *NI = ConvertShiftToMul(BI, ValueRankMap)) {
+      MadeChange = true;
+      BI = NI;
+    }
+
+  // Floating point binary operators are not associative, but we can still
+  // commute (some) of them, to canonicalize the order of their operands.
+  // This can potentially expose more CSE opportunities, and makes writing
+  // other transformations simpler.
+  if (isa<BinaryOperator>(BI) &&
+      (BI->getType()->isFloatingPointTy() || BI->getType()->isVectorTy())) {
+    // FAdd and FMul can be commuted.
+    if (BI->getOpcode() != Instruction::FMul &&
+        BI->getOpcode() != Instruction::FAdd)
+      return;
+
+    Value *LHS = BI->getOperand(0);
+    Value *RHS = BI->getOperand(1);
+    unsigned LHSRank = getRank(LHS);
+    unsigned RHSRank = getRank(RHS);
+
+    // Sort the operands by rank.
+    if (RHSRank < LHSRank) {
+      BI->setOperand(0, RHS);
+      BI->setOperand(1, LHS);
+    }
+
+    return;
+  }
+
+  // Do not reassociate operations that we do not understand.
+  if (!isa<BinaryOperator>(BI))
+    return;
+
+  // Do not reassociate boolean (i1) expressions.  We want to preserve the
+  // original order of evaluation for short-circuited comparisons that
+  // SimplifyCFG has folded to AND/OR expressions.  If the expression
+  // is not further optimized, it is likely to be transformed back to a
+  // short-circuited form for code gen, and the source order may have been
+  // optimized for the most likely conditions.
+  if (BI->getType()->isIntegerTy(1))
+    return;
+
+  // If this is a subtract instruction which is not already in negate form,
+  // see if we can convert it to X+-Y.
+  if (BI->getOpcode() == Instruction::Sub) {
+    if (ShouldBreakUpSubtract(BI)) {
+      BI = BreakUpSubtract(BI, ValueRankMap);
+      // Reset the BBI iterator in case BreakUpSubtract changed the
+      // instruction it points to.
+      BBI = BI;
+      ++BBI;
+      MadeChange = true;
+    } else if (BinaryOperator::isNeg(BI)) {
+      // Otherwise, this is a negation.  See if the operand is a multiply tree
+      // and if this is not an inner node of a multiply tree.
+      if (isReassociableOp(BI->getOperand(1), Instruction::Mul) &&
+          (!BI->hasOneUse() ||
+           !isReassociableOp(BI->use_back(), Instruction::Mul))) {
+        BI = LowerNegateToMultiply(BI, ValueRankMap);
+        MadeChange = true;
+      }
+    }
+  }
+
+  // If this instruction is a commutative binary operator, process it.
+  if (!BI->isAssociative()) return;
+  BinaryOperator *I = cast<BinaryOperator>(BI);
+
+  // If this is an interior node of a reassociable tree, ignore it until we
+  // get to the root of the tree, to avoid N^2 analysis.
+  if (I->hasOneUse() && isReassociableOp(I->use_back(), I->getOpcode()))
+    return;
+
+  // If this is an add tree that is used by a sub instruction, ignore it
+  // until we process the subtract.
+  if (I->hasOneUse() && I->getOpcode() == Instruction::Add &&
+      cast<Instruction>(I->use_back())->getOpcode() == Instruction::Sub)
+    return;
+
+  ReassociateExpression(I);
+}
+
+Value *Reassociate::ReassociateExpression(BinaryOperator *I) {
+
+  // First, walk the expression tree, linearizing the tree, collecting the
+  // operand information.
+  SmallVector<ValueEntry, 8> Ops;
+  LinearizeExprTree(I, Ops);
+
+  DEBUG(dbgs() << "RAIn:\t"; PrintOps(I, Ops); dbgs() << '\n');
+
+  // Now that we have linearized the tree to a list and have gathered all of
+  // the operands and their ranks, sort the operands by their rank.  Use a
+  // stable_sort so that values with equal ranks will have their relative
+  // positions maintained (and so the compiler is deterministic).  Note that
+  // this sorts so that the highest ranking values end up at the beginning of
+  // the vector.
+  std::stable_sort(Ops.begin(), Ops.end());
+
+  // OptimizeExpression - Now that we have the expression tree in a convenient
+  // sorted form, optimize it globally if possible.
+  if (Value *V = OptimizeExpression(I, Ops)) {
+    // This expression tree simplified to something that isn't a tree,
+    // eliminate it.
+    DEBUG(dbgs() << "Reassoc to scalar: " << *V << '\n');
+    I->replaceAllUsesWith(V);
+    if (Instruction *VI = dyn_cast<Instruction>(V))
+      VI->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
+    RemoveDeadBinaryOp(I);
+    ++NumAnnihil;
+    return V;
+  }
+
+  // We want to sink immediates as deeply as possible except in the case where
+  // this is a multiply tree used only by an add, and the immediate is a -1.
+  // In this case we reassociate to put the negation on the outside so that we
+  // can fold the negation into the add: (-X)*Y + Z -> Z-X*Y
+  if (I->getOpcode() == Instruction::Mul && I->hasOneUse() &&
+      cast<Instruction>(I->use_back())->getOpcode() == Instruction::Add &&
+      isa<ConstantInt>(Ops.back().Op) &&
+      cast<ConstantInt>(Ops.back().Op)->isAllOnesValue()) {
+    ValueEntry Tmp = Ops.pop_back_val();
+    Ops.insert(Ops.begin(), Tmp);
+  }
+
+  DEBUG(dbgs() << "RAOut:\t"; PrintOps(I, Ops); dbgs() << '\n');
+
+  if (Ops.size() == 1) {
+    // This expression tree simplified to something that isn't a tree,
+    // eliminate it.
+    I->replaceAllUsesWith(Ops[0].Op);
+    if (Instruction *OI = dyn_cast<Instruction>(Ops[0].Op))
+      OI->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
+    RemoveDeadBinaryOp(I);
+    return Ops[0].Op;
+  }
+
+  // Now that we ordered and optimized the expressions, splat them back into
+  // the expression tree, removing any unneeded nodes.
+  RewriteExprTree(I, Ops);
+  return I;
+}
 
 bool Reassociate::runOnFunction(Function &F) {
   // Recalculate the rank map for F
   BuildRankMap(F);
 
-  bool Changed = false;
+  MadeChange = false;
   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
-    Changed |= ReassociateBB(FI);
+    for (BasicBlock::iterator BBI = FI->begin(); BBI != FI->end(); )
+      ReassociateInst(BBI);
 
-  // We are done with the rank map...
+  // Now that we're done, revisit any instructions which are likely to
+  // have secondary reassociation opportunities.
+  while (!RedoInsts.empty())
+    if (Value *V = RedoInsts.pop_back_val()) {
+      BasicBlock::iterator BBI = cast<Instruction>(V);
+      ReassociateInst(BBI);
+    }
+
+  // We are done with the rank map.
   RankMap.clear();
-  return Changed;
+  ValueRankMap.clear();
+
+  // Now that we're done, delete any instructions which are no longer used.
+  while (!DeadInsts.empty())
+    if (Value *V = DeadInsts.pop_back_val())
+      RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(V);
+
+  return MadeChange;
 }