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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScalarEvolution.cpp
index 49af579366297a6161e36dc7100bd3774365de92..3a09f2f9d7b170892301fc124c7f8a03f80f2e32 100644 (file)
@@ -14,9 +14,8 @@
 // There are several aspects to this library.  First is the representation of
 // scalar expressions, which are represented as subclasses of the SCEV class.
 // These classes are used to represent certain types of subexpressions that we
-// can handle.  These classes are reference counted, managed by the const SCEV *
-// class.  We only create one SCEV of a particular shape, so pointer-comparisons
-// for equality are legal.
+// can handle. We only create one SCEV of a particular shape, so
+// pointer-comparisons for equality are legal.
 //
 // One important aspect of the SCEV objects is that they are never cyclic, even
 // if there is a cycle in the dataflow for an expression (ie, a PHI node).  If
@@ -64,6 +63,7 @@
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/GlobalAlias.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/LLVMContext.h"
 #include "llvm/Operator.h"
@@ -74,7 +74,6 @@
 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
@@ -122,11 +121,6 @@ void SCEV::dump() const {
   errs() << '\n';
 }
 
-void SCEV::print(std::ostream &o) const {
-  raw_os_ostream OS(o);
-  print(OS);
-}
-
 bool SCEV::isZero() const {
   if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(this))
     return SC->getValue()->isZero();
@@ -212,6 +206,10 @@ bool SCEVCastExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
   return Op->dominates(BB, DT);
 }
 
+bool SCEVCastExpr::properlyDominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  return Op->properlyDominates(BB, DT);
+}
+
 SCEVTruncateExpr::SCEVTruncateExpr(const FoldingSetNodeID &ID,
                                    const SCEV *op, const Type *ty)
   : SCEVCastExpr(ID, scTruncate, op, ty) {
@@ -265,10 +263,22 @@ bool SCEVNAryExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
   return true;
 }
 
+bool SCEVNAryExpr::properlyDominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  for (unsigned i = 0, e = getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    if (!getOperand(i)->properlyDominates(BB, DT))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
 bool SCEVUDivExpr::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
   return LHS->dominates(BB, DT) && RHS->dominates(BB, DT);
 }
 
+bool SCEVUDivExpr::properlyDominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  return LHS->properlyDominates(BB, DT) && RHS->properlyDominates(BB, DT);
+}
+
 void SCEVUDivExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "(" << *LHS << " /u " << *RHS << ")";
 }
@@ -288,7 +298,7 @@ bool SCEVAddRecExpr::isLoopInvariant(const Loop *QueryLoop) const {
     return false;
 
   // This recurrence is variant w.r.t. QueryLoop if QueryLoop contains L.
-  if (QueryLoop->contains(L->getHeader()))
+  if (QueryLoop->contains(L))
     return false;
 
   // This recurrence is variant w.r.t. QueryLoop if any of its operands
@@ -308,13 +318,22 @@ void SCEVAddRecExpr::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << "}<" << L->getHeader()->getName() + ">";
 }
 
+void SCEVFieldOffsetExpr::print(raw_ostream &OS) const {
+  // LLVM struct fields don't have names, so just print the field number.
+  OS << "offsetof(" << *STy << ", " << FieldNo << ")";
+}
+
+void SCEVAllocSizeExpr::print(raw_ostream &OS) const {
+  OS << "sizeof(" << *AllocTy << ")";
+}
+
 bool SCEVUnknown::isLoopInvariant(const Loop *L) const {
   // All non-instruction values are loop invariant.  All instructions are loop
   // invariant if they are not contained in the specified loop.
   // Instructions are never considered invariant in the function body
   // (null loop) because they are defined within the "loop".
   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
-    return L && !L->contains(I->getParent());
+    return L && !L->contains(I);
   return true;
 }
 
@@ -324,6 +343,12 @@ bool SCEVUnknown::dominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
   return true;
 }
 
+bool SCEVUnknown::properlyDominates(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) const {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(getValue()))
+    return DT->properlyDominates(I->getParent(), BB);
+  return true;
+}
+
 const Type *SCEVUnknown::getType() const {
   return V->getType();
 }
@@ -336,16 +361,55 @@ void SCEVUnknown::print(raw_ostream &OS) const {
 //                               SCEV Utilities
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+static bool CompareTypes(const Type *A, const Type *B) {
+  if (A->getTypeID() != B->getTypeID())
+    return A->getTypeID() < B->getTypeID();
+  if (const IntegerType *AI = dyn_cast<IntegerType>(A)) {
+    const IntegerType *BI = cast<IntegerType>(B);
+    return AI->getBitWidth() < BI->getBitWidth();
+  }
+  if (const PointerType *AI = dyn_cast<PointerType>(A)) {
+    const PointerType *BI = cast<PointerType>(B);
+    return CompareTypes(AI->getElementType(), BI->getElementType());
+  }
+  if (const ArrayType *AI = dyn_cast<ArrayType>(A)) {
+    const ArrayType *BI = cast<ArrayType>(B);
+    if (AI->getNumElements() != BI->getNumElements())
+      return AI->getNumElements() < BI->getNumElements();
+    return CompareTypes(AI->getElementType(), BI->getElementType());
+  }
+  if (const VectorType *AI = dyn_cast<VectorType>(A)) {
+    const VectorType *BI = cast<VectorType>(B);
+    if (AI->getNumElements() != BI->getNumElements())
+      return AI->getNumElements() < BI->getNumElements();
+    return CompareTypes(AI->getElementType(), BI->getElementType());
+  }
+  if (const StructType *AI = dyn_cast<StructType>(A)) {
+    const StructType *BI = cast<StructType>(B);
+    if (AI->getNumElements() != BI->getNumElements())
+      return AI->getNumElements() < BI->getNumElements();
+    for (unsigned i = 0, e = AI->getNumElements(); i != e; ++i)
+      if (CompareTypes(AI->getElementType(i), BI->getElementType(i)) ||
+          CompareTypes(BI->getElementType(i), AI->getElementType(i)))
+        return CompareTypes(AI->getElementType(i), BI->getElementType(i));
+  }
+  return false;
+}
+
 namespace {
   /// SCEVComplexityCompare - Return true if the complexity of the LHS is less
   /// than the complexity of the RHS.  This comparator is used to canonicalize
   /// expressions.
-  class VISIBILITY_HIDDEN SCEVComplexityCompare {
+  class SCEVComplexityCompare {
     LoopInfo *LI;
   public:
     explicit SCEVComplexityCompare(LoopInfo *li) : LI(li) {}
 
     bool operator()(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS) const {
+      // Fast-path: SCEVs are uniqued so we can do a quick equality check.
+      if (LHS == RHS)
+        return false;
+
       // Primarily, sort the SCEVs by their getSCEVType().
       if (LHS->getSCEVType() != RHS->getSCEVType())
         return LHS->getSCEVType() < RHS->getSCEVType();
@@ -448,6 +512,21 @@ namespace {
         return operator()(LC->getOperand(), RC->getOperand());
       }
 
+      // Compare offsetof expressions.
+      if (const SCEVFieldOffsetExpr *LA = dyn_cast<SCEVFieldOffsetExpr>(LHS)) {
+        const SCEVFieldOffsetExpr *RA = cast<SCEVFieldOffsetExpr>(RHS);
+        if (CompareTypes(LA->getStructType(), RA->getStructType()) ||
+            CompareTypes(RA->getStructType(), LA->getStructType()))
+          return CompareTypes(LA->getStructType(), RA->getStructType());
+        return LA->getFieldNo() < RA->getFieldNo();
+      }
+
+      // Compare sizeof expressions by the allocation type.
+      if (const SCEVAllocSizeExpr *LA = dyn_cast<SCEVAllocSizeExpr>(LHS)) {
+        const SCEVAllocSizeExpr *RA = cast<SCEVAllocSizeExpr>(RHS);
+        return CompareTypes(LA->getAllocType(), RA->getAllocType());
+      }
+
       llvm_unreachable("Unknown SCEV kind!");
       return false;
     }
@@ -599,7 +678,8 @@ static const SCEV *BinomialCoefficient(const SCEV *It, unsigned K,
   MultiplyFactor = MultiplyFactor.trunc(W);
 
   // Calculate the product, at width T+W
-  const IntegerType *CalculationTy = IntegerType::get(CalculationBits);
+  const IntegerType *CalculationTy = IntegerType::get(SE.getContext(),
+                                                      CalculationBits);
   const SCEV *Dividend = SE.getTruncateOrZeroExtend(It, CalculationTy);
   for (unsigned i = 1; i != K; ++i) {
     const SCEV *S = SE.getMinusSCEV(It, SE.getIntegerSCEV(i, It->getType()));
@@ -736,7 +816,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getZeroExtendExpr(const SCEV *Op,
 
       // If we have special knowledge that this addrec won't overflow,
       // we don't need to do any further analysis.
-      if (AR->hasNoUnsignedOverflow())
+      if (AR->hasNoUnsignedWrap())
         return getAddRecExpr(getZeroExtendExpr(Start, Ty),
                              getZeroExtendExpr(Step, Ty),
                              L);
@@ -761,7 +841,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getZeroExtendExpr(const SCEV *Op,
         const SCEV *RecastedMaxBECount =
           getTruncateOrZeroExtend(CastedMaxBECount, MaxBECount->getType());
         if (MaxBECount == RecastedMaxBECount) {
-          const Type *WideTy = IntegerType::get(BitWidth * 2);
+          const Type *WideTy = IntegerType::get(getContext(), BitWidth * 2);
           // Check whether Start+Step*MaxBECount has no unsigned overflow.
           const SCEV *ZMul =
             getMulExpr(CastedMaxBECount,
@@ -875,7 +955,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
 
       // If we have special knowledge that this addrec won't overflow,
       // we don't need to do any further analysis.
-      if (AR->hasNoSignedOverflow())
+      if (AR->hasNoSignedWrap())
         return getAddRecExpr(getSignExtendExpr(Start, Ty),
                              getSignExtendExpr(Step, Ty),
                              L);
@@ -900,7 +980,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
         const SCEV *RecastedMaxBECount =
           getTruncateOrZeroExtend(CastedMaxBECount, MaxBECount->getType());
         if (MaxBECount == RecastedMaxBECount) {
-          const Type *WideTy = IntegerType::get(BitWidth * 2);
+          const Type *WideTy = IntegerType::get(getContext(), BitWidth * 2);
           // Check whether Start+Step*MaxBECount has no signed overflow.
           const SCEV *SMul =
             getMulExpr(CastedMaxBECount,
@@ -923,10 +1003,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
                        getTruncateOrZeroExtend(Step, Start->getType()));
           Add = getAddExpr(Start, UMul);
           OperandExtendedAdd =
-            getAddExpr(getZeroExtendExpr(Start, WideTy),
+            getAddExpr(getSignExtendExpr(Start, WideTy),
                        getMulExpr(getZeroExtendExpr(CastedMaxBECount, WideTy),
                                   getZeroExtendExpr(Step, WideTy)));
-          if (getZeroExtendExpr(Add, WideTy) == OperandExtendedAdd)
+          if (getSignExtendExpr(Add, WideTy) == OperandExtendedAdd)
             // Return the expression with the addrec on the outside.
             return getAddRecExpr(getSignExtendExpr(Start, Ty),
                                  getZeroExtendExpr(Step, Ty),
@@ -976,7 +1056,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSignExtendExpr(const SCEV *Op,
 /// unspecified bits out to the given type.
 ///
 const SCEV *ScalarEvolution::getAnyExtendExpr(const SCEV *Op,
-                                             const Type *Ty) {
+                                              const Type *Ty) {
   assert(getTypeSizeInBits(Op->getType()) < getTypeSizeInBits(Ty) &&
          "This is not an extending conversion!");
   assert(isSCEVable(Ty) &&
@@ -1110,7 +1190,8 @@ namespace {
 
 /// getAddExpr - Get a canonical add expression, or something simpler if
 /// possible.
-const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
+const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
+                                        bool HasNUW, bool HasNSW) {
   assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty add!");
   if (Ops.size() == 1) return Ops[0];
 #ifndef NDEBUG
@@ -1160,7 +1241,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
         return Mul;
       Ops.erase(Ops.begin()+i, Ops.begin()+i+2);
       Ops.push_back(Mul);
-      return getAddExpr(Ops);
+      return getAddExpr(Ops, HasNUW, HasNSW);
     }
 
   // Check for truncates. If all the operands are truncated from the same
@@ -1215,7 +1296,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
     }
     if (Ok) {
       // Evaluate the expression in the larger type.
-      const SCEV *Fold = getAddExpr(LargeOps);
+      const SCEV *Fold = getAddExpr(LargeOps, HasNUW, HasNSW);
       // If it folds to something simple, use it. Otherwise, don't.
       if (isa<SCEVConstant>(Fold) || isa<SCEVUnknown>(Fold))
         return getTruncateExpr(Fold, DstType);
@@ -1376,10 +1457,13 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
       LIOps.push_back(AddRec->getStart());
 
       SmallVector<const SCEV *, 4> AddRecOps(AddRec->op_begin(),
-                                           AddRec->op_end());
+                                             AddRec->op_end());
       AddRecOps[0] = getAddExpr(LIOps);
 
+      // It's tempting to propagate NUW/NSW flags here, but nuw/nsw addition
+      // is not associative so this isn't necessarily safe.
       const SCEV *NewRec = getAddRecExpr(AddRecOps, AddRec->getLoop());
+
       // If all of the other operands were loop invariant, we are done.
       if (Ops.size() == 1) return NewRec;
 
@@ -1435,16 +1519,19 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
     ID.AddPointer(Ops[i]);
   void *IP = 0;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
-  SCEV *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVAddExpr>();
+  SCEVAddExpr *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVAddExpr>();
   new (S) SCEVAddExpr(ID, Ops);
   UniqueSCEVs.InsertNode(S, IP);
+  if (HasNUW) S->setHasNoUnsignedWrap(true);
+  if (HasNSW) S->setHasNoSignedWrap(true);
   return S;
 }
 
 
 /// getMulExpr - Get a canonical multiply expression, or something simpler if
 /// possible.
-const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
+const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops,
+                                        bool HasNUW, bool HasNSW) {
   assert(!Ops.empty() && "Cannot get empty mul!");
 #ifndef NDEBUG
   for (unsigned i = 1, e = Ops.size(); i != e; ++i)
@@ -1552,6 +1639,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
         }
       }
 
+      // It's tempting to propagate the NSW flag here, but nsw multiplication
+      // is not associative so this isn't necessarily safe.
       const SCEV *NewRec = getAddRecExpr(NewOps, AddRec->getLoop());
 
       // If all of the other operands were loop invariant, we are done.
@@ -1607,14 +1696,16 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getMulExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Ops) {
     ID.AddPointer(Ops[i]);
   void *IP = 0;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
-  SCEV *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVMulExpr>();
+  SCEVMulExpr *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVMulExpr>();
   new (S) SCEVMulExpr(ID, Ops);
   UniqueSCEVs.InsertNode(S, IP);
+  if (HasNUW) S->setHasNoUnsignedWrap(true);
+  if (HasNSW) S->setHasNoSignedWrap(true);
   return S;
 }
 
-/// getUDivExpr - Get a canonical multiply expression, or something simpler if
-/// possible.
+/// getUDivExpr - Get a canonical unsigned division expression, or something
+/// simpler if possible.
 const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
                                          const SCEV *RHS) {
   assert(getEffectiveSCEVType(LHS->getType()) ==
@@ -1623,7 +1714,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
 
   if (const SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
     if (RHSC->getValue()->equalsInt(1))
-      return LHS;                            // X udiv 1 --> x
+      return LHS;                               // X udiv 1 --> x
     if (RHSC->isZero())
       return getIntegerSCEV(0, LHS->getType()); // value is undefined
 
@@ -1638,7 +1729,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
     if (!RHSC->getValue()->getValue().isPowerOf2())
       ++MaxShiftAmt;
     const IntegerType *ExtTy =
-      IntegerType::get(getTypeSizeInBits(Ty) + MaxShiftAmt);
+      IntegerType::get(getContext(), getTypeSizeInBits(Ty) + MaxShiftAmt);
     // {X,+,N}/C --> {X/C,+,N/C} if safe and N/C can be folded.
     if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(LHS))
       if (const SCEVConstant *Step =
@@ -1695,7 +1786,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
     if (const SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS)) {
       Constant *LHSCV = LHSC->getValue();
       Constant *RHSCV = RHSC->getValue();
-      return getConstant(cast<ConstantInt>(getContext().getConstantExprUDiv(LHSCV,
+      return getConstant(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getUDiv(LHSCV,
                                                                  RHSCV)));
     }
   }
@@ -1716,7 +1807,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUDivExpr(const SCEV *LHS,
 /// getAddRecExpr - Get an add recurrence expression for the specified loop.
 /// Simplify the expression as much as possible.
 const SCEV *ScalarEvolution::getAddRecExpr(const SCEV *Start,
-                                           const SCEV *Step, const Loop *L) {
+                                           const SCEV *Step, const Loop *L,
+                                           bool HasNUW, bool HasNSW) {
   SmallVector<const SCEV *, 4> Operands;
   Operands.push_back(Start);
   if (const SCEVAddRecExpr *StepChrec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Step))
@@ -1727,14 +1819,15 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getAddRecExpr(const SCEV *Start,
     }
 
   Operands.push_back(Step);
-  return getAddRecExpr(Operands, L);
+  return getAddRecExpr(Operands, L, HasNUW, HasNSW);
 }
 
 /// getAddRecExpr - Get an add recurrence expression for the specified loop.
 /// Simplify the expression as much as possible.
 const SCEV *
 ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
-                               const Loop *L) {
+                               const Loop *L,
+                               bool HasNUW, bool HasNSW) {
   if (Operands.size() == 1) return Operands[0];
 #ifndef NDEBUG
   for (unsigned i = 1, e = Operands.size(); i != e; ++i)
@@ -1745,15 +1838,15 @@ ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
 
   if (Operands.back()->isZero()) {
     Operands.pop_back();
-    return getAddRecExpr(Operands, L);             // {X,+,0}  -->  X
+    return getAddRecExpr(Operands, L, HasNUW, HasNSW); // {X,+,0}  -->  X
   }
 
   // Canonicalize nested AddRecs in by nesting them in order of loop depth.
   if (const SCEVAddRecExpr *NestedAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Operands[0])) {
-    const LoopNestedLoop = NestedAR->getLoop();
+    const Loop *NestedLoop = NestedAR->getLoop();
     if (L->getLoopDepth() < NestedLoop->getLoopDepth()) {
       SmallVector<const SCEV *, 4> NestedOperands(NestedAR->op_begin(),
-                                                NestedAR->op_end());
+                                                  NestedAR->op_end());
       Operands[0] = NestedAR->getStart();
       // AddRecs require their operands be loop-invariant with respect to their
       // loops. Don't perform this transformation if it would break this
@@ -1774,7 +1867,7 @@ ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
           }
         if (AllInvariant)
           // Ok, both add recurrences are valid after the transformation.
-          return getAddRecExpr(NestedOperands, NestedLoop);
+          return getAddRecExpr(NestedOperands, NestedLoop, HasNUW, HasNSW);
       }
       // Reset Operands to its original state.
       Operands[0] = NestedAR;
@@ -1789,9 +1882,11 @@ ScalarEvolution::getAddRecExpr(SmallVectorImpl<const SCEV *> &Operands,
   ID.AddPointer(L);
   void *IP = 0;
   if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
-  SCEV *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVAddRecExpr>();
+  SCEVAddRecExpr *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVAddRecExpr>();
   new (S) SCEVAddRecExpr(ID, Operands, L);
   UniqueSCEVs.InsertNode(S, IP);
+  if (HasNUW) S->setHasNoUnsignedWrap(true);
+  if (HasNSW) S->setHasNoSignedWrap(true);
   return S;
 }
 
@@ -2001,6 +2096,76 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUMinExpr(const SCEV *LHS,
   return getNotSCEV(getUMaxExpr(getNotSCEV(LHS), getNotSCEV(RHS)));
 }
 
+const SCEV *ScalarEvolution::getFieldOffsetExpr(const StructType *STy,
+                                                unsigned FieldNo) {
+  // If we have TargetData we can determine the constant offset.
+  if (TD) {
+    const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(getContext());
+    const StructLayout &SL = *TD->getStructLayout(STy);
+    uint64_t Offset = SL.getElementOffset(FieldNo);
+    return getIntegerSCEV(Offset, IntPtrTy);
+  }
+
+  // Field 0 is always at offset 0.
+  if (FieldNo == 0) {
+    const Type *Ty = getEffectiveSCEVType(PointerType::getUnqual(STy));
+    return getIntegerSCEV(0, Ty);
+  }
+
+  // Okay, it looks like we really DO need an offsetof expr.  Check to see if we
+  // already have one, otherwise create a new one.
+  FoldingSetNodeID ID;
+  ID.AddInteger(scFieldOffset);
+  ID.AddPointer(STy);
+  ID.AddInteger(FieldNo);
+  void *IP = 0;
+  if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
+  SCEV *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVFieldOffsetExpr>();
+  const Type *Ty = getEffectiveSCEVType(PointerType::getUnqual(STy));
+  new (S) SCEVFieldOffsetExpr(ID, Ty, STy, FieldNo);
+  UniqueSCEVs.InsertNode(S, IP);
+  return S;
+}
+
+const SCEV *ScalarEvolution::getAllocSizeExpr(const Type *AllocTy) {
+  // If we have TargetData we can determine the constant size.
+  if (TD && AllocTy->isSized()) {
+    const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(getContext());
+    return getIntegerSCEV(TD->getTypeAllocSize(AllocTy), IntPtrTy);
+  }
+
+  // Expand an array size into the element size times the number
+  // of elements.
+  if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(AllocTy)) {
+    const SCEV *E = getAllocSizeExpr(ATy->getElementType());
+    return getMulExpr(
+      E, getConstant(ConstantInt::get(cast<IntegerType>(E->getType()),
+                                      ATy->getNumElements())));
+  }
+
+  // Expand a vector size into the element size times the number
+  // of elements.
+  if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(AllocTy)) {
+    const SCEV *E = getAllocSizeExpr(VTy->getElementType());
+    return getMulExpr(
+      E, getConstant(ConstantInt::get(cast<IntegerType>(E->getType()),
+                                      VTy->getNumElements())));
+  }
+
+  // Okay, it looks like we really DO need a sizeof expr.  Check to see if we
+  // already have one, otherwise create a new one.
+  FoldingSetNodeID ID;
+  ID.AddInteger(scAllocSize);
+  ID.AddPointer(AllocTy);
+  void *IP = 0;
+  if (const SCEV *S = UniqueSCEVs.FindNodeOrInsertPos(ID, IP)) return S;
+  SCEV *S = SCEVAllocator.Allocate<SCEVAllocSizeExpr>();
+  const Type *Ty = getEffectiveSCEVType(PointerType::getUnqual(AllocTy));
+  new (S) SCEVAllocSizeExpr(ID, Ty, AllocTy);
+  UniqueSCEVs.InsertNode(S, IP);
+  return S;
+}
+
 const SCEV *ScalarEvolution::getUnknown(Value *V) {
   // Don't attempt to do anything other than create a SCEVUnknown object
   // here.  createSCEV only calls getUnknown after checking for all other
@@ -2027,17 +2192,8 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getUnknown(Value *V) {
 /// can optionally include pointer types if the ScalarEvolution class
 /// has access to target-specific information.
 bool ScalarEvolution::isSCEVable(const Type *Ty) const {
-  // Integers are always SCEVable.
-  if (Ty->isInteger())
-    return true;
-
-  // Pointers are SCEVable if TargetData information is available
-  // to provide pointer size information.
-  if (isa<PointerType>(Ty))
-    return TD != NULL;
-
-  // Otherwise it's not SCEVable.
-  return false;
+  // Integers and pointers are always SCEVable.
+  return Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty);
 }
 
 /// getTypeSizeInBits - Return the size in bits of the specified type,
@@ -2049,9 +2205,14 @@ uint64_t ScalarEvolution::getTypeSizeInBits(const Type *Ty) const {
   if (TD)
     return TD->getTypeSizeInBits(Ty);
 
-  // Otherwise, we support only integer types.
-  assert(Ty->isInteger() && "isSCEVable permitted a non-SCEVable type!");
-  return Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+  // Integer types have fixed sizes.
+  if (Ty->isInteger())
+    return Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+
+  // The only other support type is pointer. Without TargetData, conservatively
+  // assume pointers are 64-bit.
+  assert(isa<PointerType>(Ty) && "isSCEVable permitted a non-SCEVable type!");
+  return 64;
 }
 
 /// getEffectiveSCEVType - Return a type with the same bitwidth as
@@ -2064,8 +2225,12 @@ const Type *ScalarEvolution::getEffectiveSCEVType(const Type *Ty) const {
   if (Ty->isInteger())
     return Ty;
 
+  // The only other support type is pointer.
   assert(isa<PointerType>(Ty) && "Unexpected non-pointer non-integer type!");
-  return TD->getIntPtrType();
+  if (TD) return TD->getIntPtrType(getContext());
+
+  // Without TargetData, conservatively assume pointers are 64-bit.
+  return Type::getInt64Ty(getContext());
 }
 
 const SCEV *ScalarEvolution::getCouldNotCompute() {
@@ -2096,24 +2261,24 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getIntegerSCEV(int Val, const Type *Ty) {
 const SCEV *ScalarEvolution::getNegativeSCEV(const SCEV *V) {
   if (const SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
     return getConstant(
-               cast<ConstantInt>(getContext().getConstantExprNeg(VC->getValue())));
+               cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(VC->getValue())));
 
   const Type *Ty = V->getType();
   Ty = getEffectiveSCEVType(Ty);
   return getMulExpr(V,
-                  getConstant(cast<ConstantInt>(getContext().getAllOnesValue(Ty))));
+                  getConstant(cast<ConstantInt>(Constant::getAllOnesValue(Ty))));
 }
 
 /// getNotSCEV - Return a SCEV corresponding to ~V = -1-V
 const SCEV *ScalarEvolution::getNotSCEV(const SCEV *V) {
   if (const SCEVConstant *VC = dyn_cast<SCEVConstant>(V))
     return getConstant(
-                cast<ConstantInt>(getContext().getConstantExprNot(VC->getValue())));
+                cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNot(VC->getValue())));
 
   const Type *Ty = V->getType();
   Ty = getEffectiveSCEVType(Ty);
   const SCEV *AllOnes =
-                   getConstant(cast<ConstantInt>(getContext().getAllOnesValue(Ty)));
+                   getConstant(cast<ConstantInt>(Constant::getAllOnesValue(Ty)));
   return getMinusSCEV(AllOnes, V);
 }
 
@@ -2132,8 +2297,8 @@ const SCEV *
 ScalarEvolution::getTruncateOrZeroExtend(const SCEV *V,
                                          const Type *Ty) {
   const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
-         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+  assert((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
   if (getTypeSizeInBits(SrcTy) == getTypeSizeInBits(Ty))
     return V;  // No conversion
@@ -2149,8 +2314,8 @@ const SCEV *
 ScalarEvolution::getTruncateOrSignExtend(const SCEV *V,
                                          const Type *Ty) {
   const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
-         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+  assert((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot truncate or zero extend with non-integer arguments!");
   if (getTypeSizeInBits(SrcTy) == getTypeSizeInBits(Ty))
     return V;  // No conversion
@@ -2165,8 +2330,8 @@ ScalarEvolution::getTruncateOrSignExtend(const SCEV *V,
 const SCEV *
 ScalarEvolution::getNoopOrZeroExtend(const SCEV *V, const Type *Ty) {
   const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
-         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+  assert((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot noop or zero extend with non-integer arguments!");
   assert(getTypeSizeInBits(SrcTy) <= getTypeSizeInBits(Ty) &&
          "getNoopOrZeroExtend cannot truncate!");
@@ -2181,8 +2346,8 @@ ScalarEvolution::getNoopOrZeroExtend(const SCEV *V, const Type *Ty) {
 const SCEV *
 ScalarEvolution::getNoopOrSignExtend(const SCEV *V, const Type *Ty) {
   const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
-         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+  assert((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot noop or sign extend with non-integer arguments!");
   assert(getTypeSizeInBits(SrcTy) <= getTypeSizeInBits(Ty) &&
          "getNoopOrSignExtend cannot truncate!");
@@ -2198,8 +2363,8 @@ ScalarEvolution::getNoopOrSignExtend(const SCEV *V, const Type *Ty) {
 const SCEV *
 ScalarEvolution::getNoopOrAnyExtend(const SCEV *V, const Type *Ty) {
   const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
-         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+  assert((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot noop or any extend with non-integer arguments!");
   assert(getTypeSizeInBits(SrcTy) <= getTypeSizeInBits(Ty) &&
          "getNoopOrAnyExtend cannot truncate!");
@@ -2213,8 +2378,8 @@ ScalarEvolution::getNoopOrAnyExtend(const SCEV *V, const Type *Ty) {
 const SCEV *
 ScalarEvolution::getTruncateOrNoop(const SCEV *V, const Type *Ty) {
   const Type *SrcTy = V->getType();
-  assert((SrcTy->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(SrcTy))) &&
-         (Ty->isInteger() || (TD && isa<PointerType>(Ty))) &&
+  assert((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+         (Ty->isInteger() || isa<PointerType>(Ty)) &&
          "Cannot truncate or noop with non-integer arguments!");
   assert(getTypeSizeInBits(SrcTy) >= getTypeSizeInBits(Ty) &&
          "getTruncateOrNoop cannot extend!");
@@ -2281,7 +2446,7 @@ ScalarEvolution::ForgetSymbolicName(Instruction *I, const SCEV *SymName) {
     Instruction *I = Worklist.pop_back_val();
     if (!Visited.insert(I)) continue;
 
-    std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV*>::iterator It =
+    std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV *>::iterator It =
       Scalars.find(static_cast<Value *>(I));
     if (It != Scalars.end()) {
       // Short-circuit the def-use traversal if the symbolic name
@@ -2295,9 +2460,10 @@ ScalarEvolution::ForgetSymbolicName(Instruction *I, const SCEV *SymName) {
       // count information isn't going to change anything. In the later
       // case, createNodeForPHI will perform the necessary updates on its
       // own when it gets to that point.
-      if (!isa<PHINode>(I) || !isa<SCEVUnknown>(It->second))
+      if (!isa<PHINode>(I) || !isa<SCEVUnknown>(It->second)) {
+        ValuesAtScopes.erase(It->second);
         Scalars.erase(It);
-      ValuesAtScopes.erase(I);
+      }
     }
 
     PushDefUseChildren(I, Worklist);
@@ -2368,17 +2534,17 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
                     getSCEV(OBO->getOperand(1)) ==
                       PHISCEV->getStepRecurrence(*this)) {
                   const SCEVAddRecExpr *PostInc = PHISCEV->getPostIncExpr(*this);
-                  if (OBO->hasNoUnsignedOverflow()) {
+                  if (OBO->hasNoUnsignedWrap()) {
                     const_cast<SCEVAddRecExpr *>(PHISCEV)
-                      ->setHasNoUnsignedOverflow(true);
+                      ->setHasNoUnsignedWrap(true);
                     const_cast<SCEVAddRecExpr *>(PostInc)
-                      ->setHasNoUnsignedOverflow(true);
+                      ->setHasNoUnsignedWrap(true);
                   }
-                  if (OBO->hasNoSignedOverflow()) {
+                  if (OBO->hasNoSignedWrap()) {
                     const_cast<SCEVAddRecExpr *>(PHISCEV)
-                      ->setHasNoSignedOverflow(true);
+                      ->setHasNoSignedWrap(true);
                     const_cast<SCEVAddRecExpr *>(PostInc)
-                      ->setHasNoSignedOverflow(true);
+                      ->setHasNoSignedWrap(true);
                   }
                 }
 
@@ -2431,9 +2597,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForPHI(PHINode *PN) {
 /// createNodeForGEP - Expand GEP instructions into add and multiply
 /// operations. This allows them to be analyzed by regular SCEV code.
 ///
-const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForGEP(Operator *GEP) {
+const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForGEP(GEPOperator *GEP) {
 
-  const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
+  bool InBounds = GEP->isInBounds();
+  const Type *IntPtrTy = getEffectiveSCEVType(GEP->getType());
   Value *Base = GEP->getOperand(0);
   // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
   if (!cast<PointerType>(Base->getType())->getElementType()->isSized())
@@ -2447,23 +2614,25 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createNodeForGEP(Operator *GEP) {
     // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
       // For a struct, add the member offset.
-      const StructLayout &SL = *TD->getStructLayout(STy);
       unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
-      uint64_t Offset = SL.getElementOffset(FieldNo);
-      TotalOffset = getAddExpr(TotalOffset, getIntegerSCEV(Offset, IntPtrTy));
+      TotalOffset = getAddExpr(TotalOffset,
+                               getFieldOffsetExpr(STy, FieldNo),
+                               /*HasNUW=*/false, /*HasNSW=*/InBounds);
     } else {
       // For an array, add the element offset, explicitly scaled.
       const SCEV *LocalOffset = getSCEV(Index);
       if (!isa<PointerType>(LocalOffset->getType()))
         // Getelementptr indicies are signed.
         LocalOffset = getTruncateOrSignExtend(LocalOffset, IntPtrTy);
-      LocalOffset =
-        getMulExpr(LocalOffset,
-                   getIntegerSCEV(TD->getTypeAllocSize(*GTI), IntPtrTy));
-      TotalOffset = getAddExpr(TotalOffset, LocalOffset);
+      // Lower "inbounds" GEPs to NSW arithmetic.
+      LocalOffset = getMulExpr(LocalOffset, getAllocSizeExpr(*GTI),
+                               /*HasNUW=*/false, /*HasNSW=*/InBounds);
+      TotalOffset = getAddExpr(TotalOffset, LocalOffset,
+                               /*HasNUW=*/false, /*HasNSW=*/InBounds);
     }
   }
-  return getAddExpr(getSCEV(Base), TotalOffset);
+  return getAddExpr(getSCEV(Base), TotalOffset,
+                    /*HasNUW=*/false, /*HasNSW=*/InBounds);
 }
 
 /// GetMinTrailingZeros - Determine the minimum number of zero bits that S is
@@ -2785,15 +2954,23 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
     return getIntegerSCEV(0, V->getType());
   else if (isa<UndefValue>(V))
     return getIntegerSCEV(0, V->getType());
+  else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V))
+    return GA->mayBeOverridden() ? getUnknown(V) : getSCEV(GA->getAliasee());
   else
     return getUnknown(V);
 
   Operator *U = cast<Operator>(V);
   switch (Opcode) {
   case Instruction::Add:
+    // Don't transfer the NSW and NUW bits from the Add instruction to the
+    // Add expression, because the Instruction may be guarded by control
+    // flow and the no-overflow bits may not be valid for the expression in
+    // any context.
     return getAddExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
                       getSCEV(U->getOperand(1)));
   case Instruction::Mul:
+    // Don't transfer the NSW and NUW bits from the Mul instruction to the
+    // Mul expression, as with Add.
     return getMulExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
                       getSCEV(U->getOperand(1)));
   case Instruction::UDiv:
@@ -2827,7 +3004,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
       if (LZ != 0 && !((~A & ~KnownZero) & EffectiveMask))
         return
           getZeroExtendExpr(getTruncateExpr(getSCEV(U->getOperand(0)),
-                                            IntegerType::get(BitWidth - LZ)),
+                                IntegerType::get(getContext(), BitWidth - LZ)),
                             U->getType());
     }
     break;
@@ -2843,8 +3020,20 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
       const SCEV *LHS = getSCEV(U->getOperand(0));
       const APInt &CIVal = CI->getValue();
       if (GetMinTrailingZeros(LHS) >=
-          (CIVal.getBitWidth() - CIVal.countLeadingZeros()))
-        return getAddExpr(LHS, getSCEV(U->getOperand(1)));
+          (CIVal.getBitWidth() - CIVal.countLeadingZeros())) {
+        // Build a plain add SCEV.
+        const SCEV *S = getAddExpr(LHS, getSCEV(CI));
+        // If the LHS of the add was an addrec and it has no-wrap flags,
+        // transfer the no-wrap flags, since an or won't introduce a wrap.
+        if (const SCEVAddRecExpr *NewAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S)) {
+          const SCEVAddRecExpr *OldAR = cast<SCEVAddRecExpr>(LHS);
+          if (OldAR->hasNoUnsignedWrap())
+            const_cast<SCEVAddRecExpr *>(NewAR)->setHasNoUnsignedWrap(true);
+          if (OldAR->hasNoSignedWrap())
+            const_cast<SCEVAddRecExpr *>(NewAR)->setHasNoSignedWrap(true);
+        }
+        return S;
+      }
     }
     break;
   case Instruction::Xor:
@@ -2926,7 +3115,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
             return getIntegerSCEV(0, U->getType()); // value is undefined
           return
             getSignExtendExpr(getTruncateExpr(getSCEV(L->getOperand(0)),
-                                                      IntegerType::get(Amt)),
+                                           IntegerType::get(getContext(), Amt)),
                                  U->getType());
         }
     break;
@@ -2952,8 +3141,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::createSCEV(Value *V) {
     // expressions we handle are GEPs and address literals.
 
   case Instruction::GetElementPtr:
-    if (!TD) break; // Without TD we can't analyze pointers.
-    return createNodeForGEP(U);
+    return createNodeForGEP(cast<GEPOperator>(U));
 
   case Instruction::PHI:
     return createNodeForPHI(cast<PHINode>(U));
@@ -3064,7 +3252,7 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
   // update the value. The temporary CouldNotCompute value tells SCEV
   // code elsewhere that it shouldn't attempt to request a new
   // backedge-taken count, which could result in infinite recursion.
-  std::pair<std::map<const Loop*, BackedgeTakenInfo>::iterator, bool> Pair =
+  std::pair<std::map<const Loop *, BackedgeTakenInfo>::iterator, bool> Pair =
     BackedgeTakenCounts.insert(std::make_pair(L, getCouldNotCompute()));
   if (Pair.second) {
     BackedgeTakenInfo ItCount = ComputeBackedgeTakenCount(L);
@@ -3088,9 +3276,8 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
     // Now that we know more about the trip count for this loop, forget any
     // existing SCEV values for PHI nodes in this loop since they are only
     // conservative estimates made without the benefit of trip count
-    // information. This is similar to the code in
-    // forgetLoopBackedgeTakenCount, except that it handles SCEVUnknown PHI
-    // nodes specially.
+    // information. This is similar to the code in forgetLoop, except that
+    // it handles SCEVUnknown PHI nodes specially.
     if (ItCount.hasAnyInfo()) {
       SmallVector<Instruction *, 16> Worklist;
       PushLoopPHIs(L, Worklist);
@@ -3100,7 +3287,7 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
         Instruction *I = Worklist.pop_back_val();
         if (!Visited.insert(I)) continue;
 
-        std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV*>::iterator It =
+        std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV *>::iterator It =
           Scalars.find(static_cast<Value *>(I));
         if (It != Scalars.end()) {
           // SCEVUnknown for a PHI either means that it has an unrecognized
@@ -3109,9 +3296,10 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
           // count information isn't going to change anything. In the later
           // case, createNodeForPHI will perform the necessary updates on its
           // own when it gets to that point.
-          if (!isa<PHINode>(I) || !isa<SCEVUnknown>(It->second))
+          if (!isa<PHINode>(I) || !isa<SCEVUnknown>(It->second)) {
+            ValuesAtScopes.erase(It->second);
             Scalars.erase(It);
-          ValuesAtScopes.erase(I);
+          }
           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
             ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
         }
@@ -3123,13 +3311,14 @@ ScalarEvolution::getBackedgeTakenInfo(const Loop *L) {
   return Pair.first->second;
 }
 
-/// forgetLoopBackedgeTakenCount - This method should be called by the
-/// client when it has changed a loop in a way that may effect
-/// ScalarEvolution's ability to compute a trip count, or if the loop
-/// is deleted.
-void ScalarEvolution::forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
+/// forgetLoop - This method should be called by the client when it has
+/// changed a loop in a way that may effect ScalarEvolution's ability to
+/// compute a trip count, or if the loop is deleted.
+void ScalarEvolution::forgetLoop(const Loop *L) {
+  // Drop any stored trip count value.
   BackedgeTakenCounts.erase(L);
 
+  // Drop information about expressions based on loop-header PHIs.
   SmallVector<Instruction *, 16> Worklist;
   PushLoopPHIs(L, Worklist);
 
@@ -3138,11 +3327,11 @@ void ScalarEvolution::forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
     Instruction *I = Worklist.pop_back_val();
     if (!Visited.insert(I)) continue;
 
-    std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV*>::iterator It =
+    std::map<SCEVCallbackVH, const SCEV *>::iterator It =
       Scalars.find(static_cast<Value *>(I));
     if (It != Scalars.end()) {
+      ValuesAtScopes.erase(It->second);
       Scalars.erase(It);
-      ValuesAtScopes.erase(I);
       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I))
         ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
     }
@@ -3155,7 +3344,7 @@ void ScalarEvolution::forgetLoopBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
 /// of the specified loop will execute.
 ScalarEvolution::BackedgeTakenInfo
 ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCount(const Loop *L) {
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitingBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitingBlocks;
   L->getExitingBlocks(ExitingBlocks);
 
   // Examine all exits and pick the most conservative values.
@@ -3408,8 +3597,8 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCountFromExitCondICmp(const Loop *L,
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
   }
-  case ICmpInst::ICMP_EQ: {
-    // Convert to: while (X-Y == 0)           // while (X == Y)
+  case ICmpInst::ICMP_EQ: {                     // while (X == Y)
+    // Convert to: while (X-Y == 0)
     const SCEV *TC = HowFarToNonZero(getMinusSCEV(LHS, RHS), L);
     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(TC)) return TC;
     break;
@@ -3466,7 +3655,7 @@ EvaluateConstantChrecAtConstant(const SCEVAddRecExpr *AddRec, ConstantInt *C,
 /// the addressed element of the initializer or null if the index expression is
 /// invalid.
 static Constant *
-GetAddressedElementFromGlobal(LLVMContext &Context, GlobalVariable *GV,
+GetAddressedElementFromGlobal(GlobalVariable *GV,
                               const std::vector<ConstantInt*> &Indices) {
   Constant *Init = GV->getInitializer();
   for (unsigned i = 0, e = Indices.size(); i != e; ++i) {
@@ -3480,10 +3669,10 @@ GetAddressedElementFromGlobal(LLVMContext &Context, GlobalVariable *GV,
     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Init->getType())) {
         assert(Idx < STy->getNumElements() && "Bad struct index!");
-        Init = Context.getNullValue(STy->getElementType(Idx));
+        Init = Constant::getNullValue(STy->getElementType(Idx));
       } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Init->getType())) {
         if (Idx >= ATy->getNumElements()) return 0;  // Bogus program
-        Init = Context.getNullValue(ATy->getElementType());
+        Init = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
       } else {
         llvm_unreachable("Unknown constant aggregate type!");
       }
@@ -3513,7 +3702,7 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(
   // Make sure that it is really a constant global we are gepping, with an
   // initializer, and make sure the first IDX is really 0.
   GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0));
-  if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasInitializer() ||
+  if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
       GEP->getNumOperands() < 3 || !isa<Constant>(GEP->getOperand(1)) ||
       !cast<Constant>(GEP->getOperand(1))->isNullValue())
     return getCouldNotCompute();
@@ -3554,7 +3743,7 @@ ScalarEvolution::ComputeLoadConstantCompareBackedgeTakenCount(
     // Form the GEP offset.
     Indexes[VarIdxNum] = Val;
 
-    Constant *Result = GetAddressedElementFromGlobal(getContext(), GV, Indexes);
+    Constant *Result = GetAddressedElementFromGlobal(GV, Indexes);
     if (Result == 0) break;  // Cannot compute!
 
     // Evaluate the condition for this iteration.
@@ -3596,7 +3785,7 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
   // If this is not an instruction, or if this is an instruction outside of the
   // loop, it can't be derived from a loop PHI.
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (I == 0 || !L->contains(I->getParent())) return 0;
+  if (I == 0 || !L->contains(I)) return 0;
 
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
     if (L->getHeader() == I->getParent())
@@ -3633,29 +3822,26 @@ static PHINode *getConstantEvolvingPHI(Value *V, const Loop *L) {
 /// getConstantEvolvingPHI predicate, evaluate its value assuming the PHI node
 /// in the loop has the value PHIVal.  If we can't fold this expression for some
 /// reason, return null.
-static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
+static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal,
+                                    const TargetData *TD) {
   if (isa<PHINode>(V)) return PHIVal;
   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) return C;
   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) return GV;
   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
-  LLVMContext &Context = I->getParent()->getContext();
 
   std::vector<Constant*> Operands;
   Operands.resize(I->getNumOperands());
 
   for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    Operands[i] = EvaluateExpression(I->getOperand(i), PHIVal);
+    Operands[i] = EvaluateExpression(I->getOperand(i), PHIVal, TD);
     if (Operands[i] == 0) return 0;
   }
 
   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
-    return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
-                                           &Operands[0], Operands.size(),
-                                           Context);
-  else
-    return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
-                                    &Operands[0], Operands.size(),
-                                    Context);
+    return ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(), Operands[0],
+                                           Operands[1], TD);
+  return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
+                                  &Operands[0], Operands.size(), TD);
 }
 
 /// getConstantEvolutionLoopExitValue - If we know that the specified Phi is
@@ -3664,7 +3850,7 @@ static Constant *EvaluateExpression(Value *V, Constant *PHIVal) {
 /// involving constants, fold it.
 Constant *
 ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
-                                                   const APIntBEs,
+                                                   const APInt &BEs,
                                                    const Loop *L) {
   std::map<PHINode*, Constant*>::iterator I =
     ConstantEvolutionLoopExitValue.find(PN);
@@ -3701,7 +3887,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
       return RetVal = PHIVal;  // Got exit value!
 
     // Compute the value of the PHI node for the next iteration.
-    Constant *NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, PHIVal);
+    Constant *NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, PHIVal, TD);
     if (NextPHI == PHIVal)
       return RetVal = NextPHI;  // Stopped evolving!
     if (NextPHI == 0)
@@ -3710,7 +3896,7 @@ ScalarEvolution::getConstantEvolutionLoopExitValue(PHINode *PN,
   }
 }
 
-/// ComputeBackedgeTakenCountExhaustively - If the trip is known to execute a
+/// ComputeBackedgeTakenCountExhaustively - If the loop is known to execute a
 /// constant number of times (the condition evolves only from constants),
 /// try to evaluate a few iterations of the loop until we get the exit
 /// condition gets a value of ExitWhen (true or false).  If we cannot
@@ -3742,18 +3928,18 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L,
   for (Constant *PHIVal = StartCST;
        IterationNum != MaxIterations; ++IterationNum) {
     ConstantInt *CondVal =
-      dyn_cast_or_null<ConstantInt>(EvaluateExpression(Cond, PHIVal));
+      dyn_cast_or_null<ConstantInt>(EvaluateExpression(Cond, PHIVal, TD));
 
     // Couldn't symbolically evaluate.
     if (!CondVal) return getCouldNotCompute();
 
     if (CondVal->getValue() == uint64_t(ExitWhen)) {
       ++NumBruteForceTripCountsComputed;
-      return getConstant(Type::Int32Ty, IterationNum);
+      return getConstant(Type::getInt32Ty(getContext()), IterationNum);
     }
 
     // Compute the value of the PHI node for the next iteration.
-    Constant *NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, PHIVal);
+    Constant *NextPHI = EvaluateExpression(BEValue, PHIVal, TD);
     if (NextPHI == 0 || NextPHI == PHIVal)
       return getCouldNotCompute();// Couldn't evaluate or not making progress...
     PHIVal = NextPHI;
@@ -3763,7 +3949,7 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L,
   return getCouldNotCompute();
 }
 
-/// getSCEVAtScope - Return a SCEV expression handle for the specified value
+/// getSCEVAtScope - Return a SCEV expression for the specified value
 /// at the specified scope in the program.  The L value specifies a loop
 /// nest to evaluate the expression at, where null is the top-level or a
 /// specified loop is immediately inside of the loop.
@@ -3774,8 +3960,20 @@ ScalarEvolution::ComputeBackedgeTakenCountExhaustively(const Loop *L,
 /// In the case that a relevant loop exit value cannot be computed, the
 /// original value V is returned.
 const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
-  // FIXME: this should be turned into a virtual method on SCEV!
+  // Check to see if we've folded this expression at this loop before.
+  std::map<const Loop *, const SCEV *> &Values = ValuesAtScopes[V];
+  std::pair<std::map<const Loop *, const SCEV *>::iterator, bool> Pair =
+    Values.insert(std::make_pair(L, static_cast<const SCEV *>(0)));
+  if (!Pair.second)
+    return Pair.first->second ? Pair.first->second : V;
+
+  // Otherwise compute it.
+  const SCEV *C = computeSCEVAtScope(V, L);
+  ValuesAtScopes[V][L] = C;
+  return C;
+}
 
+const SCEV *ScalarEvolution::computeSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
   if (isa<SCEVConstant>(V)) return V;
 
   // If this instruction is evolved from a constant-evolving PHI, compute the
@@ -3808,13 +4006,6 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
       // the arguments into constants, and if so, try to constant propagate the
       // result.  This is particularly useful for computing loop exit values.
       if (CanConstantFold(I)) {
-        // Check to see if we've folded this instruction at this loop before.
-        std::map<const Loop *, Constant *> &Values = ValuesAtScopes[I];
-        std::pair<std::map<const Loop *, Constant *>::iterator, bool> Pair =
-          Values.insert(std::make_pair(L, static_cast<Constant *>(0)));
-        if (!Pair.second)
-          return Pair.first->second ? &*getSCEV(Pair.first->second) : V;
-
         std::vector<Constant*> Operands;
         Operands.reserve(I->getNumOperands());
         for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -3828,7 +4019,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
             if (!isSCEVable(Op->getType()))
               return V;
 
-            const SCEVOpV = getSCEVAtScope(Op, L);
+            const SCEV *OpV = getSCEVAtScope(Op, L);
             if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(OpV)) {
               Constant *C = SC->getValue();
               if (C->getType() != Op->getType())
@@ -3857,13 +4048,10 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
         Constant *C;
         if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
           C = ConstantFoldCompareInstOperands(CI->getPredicate(),
-                                              &Operands[0], Operands.size(),
-                                              getContext());
+                                              Operands[0], Operands[1], TD);
         else
           C = ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(),
-                                       &Operands[0], Operands.size(), 
-                                       getContext());
-        Pair.first->second = C;
+                                       &Operands[0], Operands.size(), TD);
         return getSCEV(C);
       }
     }
@@ -3914,7 +4102,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
   // If this is a loop recurrence for a loop that does not contain L, then we
   // are dealing with the final value computed by the loop.
   if (const SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(V)) {
-    if (!L || !AddRec->getLoop()->contains(L->getHeader())) {
+    if (!L || !AddRec->getLoop()->contains(L)) {
       // To evaluate this recurrence, we need to know how many times the AddRec
       // loop iterates.  Compute this now.
       const SCEV *BackedgeTakenCount = getBackedgeTakenCount(AddRec->getLoop());
@@ -3947,6 +4135,9 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getSCEVAtScope(const SCEV *V, const Loop *L) {
     return getTruncateExpr(Op, Cast->getType());
   }
 
+  if (isa<SCEVTargetDataConstant>(V))
+    return V;
+
   llvm_unreachable("Unknown SCEV type!");
   return 0;
 }
@@ -4107,7 +4298,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L) {
 
       // First, handle unitary steps.
       if (StepC->getValue()->equalsInt(1))      // 1*N = -Start (mod 2^BW), so:
-        return getNegativeSCEV(Start);       //   N = -Start (as unsigned)
+        return getNegativeSCEV(Start);          //   N = -Start (as unsigned)
       if (StepC->getValue()->isAllOnesValue())  // -1*N = -Start (mod 2^BW), so:
         return Start;                           //    N = Start (as unsigned)
 
@@ -4131,7 +4322,7 @@ const SCEV *ScalarEvolution::HowFarToZero(const SCEV *V, const Loop *L) {
 #endif
       // Pick the smallest positive root value.
       if (ConstantInt *CB =
-          dyn_cast<ConstantInt>(getContext().getConstantExprICmp(ICmpInst::ICMP_ULT,
+          dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_ULT,
                                    R1->getValue(), R2->getValue()))) {
         if (CB->getZExtValue() == false)
           std::swap(R1, R2);   // R1 is the minimum root now.
@@ -4223,7 +4414,7 @@ static bool HasSameValue(const SCEV *A, const SCEV *B) {
     if (const SCEVUnknown *BU = dyn_cast<SCEVUnknown>(B))
       if (const Instruction *AI = dyn_cast<Instruction>(AU->getValue()))
         if (const Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(BU->getValue()))
-          if (AI->isIdenticalTo(BI))
+          if (AI->isIdenticalTo(BI) && !AI->mayReadFromMemory())
             return true;
 
   // Otherwise assume they may have a different value.
@@ -4659,7 +4850,8 @@ ScalarEvolution::isImpliedCondOperandsHelper(ICmpInst::Predicate Pred,
 /// CouldNotCompute if an intermediate computation overflows.
 const SCEV *ScalarEvolution::getBECount(const SCEV *Start,
                                         const SCEV *End,
-                                        const SCEV *Step) {
+                                        const SCEV *Step,
+                                        bool NoWrap) {
   const Type *Ty = Start->getType();
   const SCEV *NegOne = getIntegerSCEV(-1, Ty);
   const SCEV *Diff = getMinusSCEV(End, Start);
@@ -4669,14 +4861,17 @@ const SCEV *ScalarEvolution::getBECount(const SCEV *Start,
   // the division will effectively round up.
   const SCEV *Add = getAddExpr(Diff, RoundUp);
 
-  // Check Add for unsigned overflow.
-  // TODO: More sophisticated things could be done here.
-  const Type *WideTy = getContext().getIntegerType(getTypeSizeInBits(Ty) + 1);
-  const SCEV *EDiff = getZeroExtendExpr(Diff, WideTy);
-  const SCEV *ERoundUp = getZeroExtendExpr(RoundUp, WideTy);
-  const SCEV *OperandExtendedAdd = getAddExpr(EDiff, ERoundUp);
-  if (getZeroExtendExpr(Add, WideTy) != OperandExtendedAdd)
-    return getCouldNotCompute();
+  if (!NoWrap) {
+    // Check Add for unsigned overflow.
+    // TODO: More sophisticated things could be done here.
+    const Type *WideTy = IntegerType::get(getContext(),
+                                          getTypeSizeInBits(Ty) + 1);
+    const SCEV *EDiff = getZeroExtendExpr(Diff, WideTy);
+    const SCEV *ERoundUp = getZeroExtendExpr(RoundUp, WideTy);
+    const SCEV *OperandExtendedAdd = getAddExpr(EDiff, ERoundUp);
+    if (getZeroExtendExpr(Add, WideTy) != OperandExtendedAdd)
+      return getCouldNotCompute();
+  }
 
   return getUDivExpr(Add, Step);
 }
@@ -4694,6 +4889,10 @@ ScalarEvolution::HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
   if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L)
     return getCouldNotCompute();
 
+  // Check to see if we have a flag which makes analysis easy.
+  bool NoWrap = isSigned ? AddRec->hasNoSignedWrap() :
+                           AddRec->hasNoUnsignedWrap();
+
   if (AddRec->isAffine()) {
     // FORNOW: We only support unit strides.
     unsigned BitWidth = getTypeSizeInBits(AddRec->getType());
@@ -4706,7 +4905,10 @@ ScalarEvolution::HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
     if (CStep->isOne()) {
       // With unit stride, the iteration never steps past the limit value.
     } else if (CStep->getValue()->getValue().isStrictlyPositive()) {
-      if (const SCEVConstant *CLimit = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
+      if (NoWrap) {
+        // We know the iteration won't step past the maximum value for its type.
+        ;
+      } else if (const SCEVConstant *CLimit = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS)) {
         // Test whether a positive iteration iteration can step past the limit
         // value and past the maximum value for its type in a single step.
         if (isSigned) {
@@ -4759,11 +4961,11 @@ ScalarEvolution::HowManyLessThans(const SCEV *LHS, const SCEV *RHS,
 
     // Finally, we subtract these two values and divide, rounding up, to get
     // the number of times the backedge is executed.
-    const SCEV *BECount = getBECount(Start, End, Step);
+    const SCEV *BECount = getBECount(Start, End, Step, NoWrap);
 
     // The maximum backedge count is similar, except using the minimum start
     // value and the maximum end value.
-    const SCEV *MaxBECount = getBECount(MinStart, MaxEnd, Step);
+    const SCEV *MaxBECount = getBECount(MinStart, MaxEnd, Step, NoWrap);
 
     return BackedgeTakenInfo(BECount, MaxBECount);
   }
@@ -4857,8 +5059,7 @@ const SCEV *SCEVAddRecExpr::getNumIterationsInRange(ConstantRange Range,
     if (R1) {
       // Pick the smallest positive root value.
       if (ConstantInt *CB =
-          dyn_cast<ConstantInt>(
-                       SE.getContext().getConstantExprICmp(ICmpInst::ICMP_ULT,
+          dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_ULT,
                          R1->getValue(), R2->getValue()))) {
         if (CB->getZExtValue() == false)
           std::swap(R1, R2);   // R1 is the minimum root now.
@@ -4905,8 +5106,6 @@ void ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::deleted() {
   assert(SE && "SCEVCallbackVH called with a null ScalarEvolution!");
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(getValPtr()))
     SE->ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(getValPtr()))
-    SE->ValuesAtScopes.erase(I);
   SE->Scalars.erase(getValPtr());
   // this now dangles!
 }
@@ -4936,8 +5135,6 @@ void ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::allUsesReplacedWith(Value *) {
       continue;
     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(U))
       SE->ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
-    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U))
-      SE->ValuesAtScopes.erase(I);
     SE->Scalars.erase(U);
     for (Value::use_iterator UI = U->use_begin(), UE = U->use_end();
          UI != UE; ++UI)
@@ -4947,8 +5144,6 @@ void ScalarEvolution::SCEVCallbackVH::allUsesReplacedWith(Value *) {
   if (DeleteOld) {
     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Old))
       SE->ConstantEvolutionLoopExitValue.erase(PN);
-    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
-      SE->ValuesAtScopes.erase(I);
     SE->Scalars.erase(Old);
     // this now dangles!
   }
@@ -4999,7 +5194,7 @@ static void PrintLoopInfo(raw_ostream &OS, ScalarEvolution *SE,
 
   OS << "Loop " << L->getHeader()->getName() << ": ";
 
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitBlocks;
   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
   if (ExitBlocks.size() != 1)
     OS << "<multiple exits> ";
@@ -5022,14 +5217,14 @@ static void PrintLoopInfo(raw_ostream &OS, ScalarEvolution *SE,
   OS << "\n";
 }
 
-void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module) const {
+void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
   // ScalarEvolution's implementaiton of the print method is to print
   // out SCEV values of all instructions that are interesting. Doing
   // this potentially causes it to create new SCEV objects though,
   // which technically conflicts with the const qualifier. This isn't
   // observable from outside the class though, so casting away the
   // const isn't dangerous.
-  ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution*>(this);
+  ScalarEvolution &SE = *const_cast<ScalarEvolution *>(this);
 
   OS << "Classifying expressions for: " << F->getName() << "\n";
   for (inst_iterator I = inst_begin(F), E = inst_end(F); I != E; ++I)
@@ -5065,7 +5260,3 @@ void ScalarEvolution::print(raw_ostream &OS, const Module* ) const {
     PrintLoopInfo(OS, &SE, *I);
 }
 
-void ScalarEvolution::print(std::ostream &o, const Module *M) const {
-  raw_os_ostream OS(o);
-  print(OS, M);
-}