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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopStrengthReduce.cpp
index fc61b9e9a1e1636c37896250cb837418d5dc445f..4a6fe575f313eb1ce86b1ff1fd2428800fae2d0a 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- LoopStrengthReduce.cpp - Strength Reduce GEPs in Loops -------------===//
+//===- LoopStrengthReduce.cpp - Strength Reduce IVs in Loops --------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -7,11 +7,15 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
+// This transformation analyzes and transforms the induction variables (and
+// computations derived from them) into forms suitable for efficient execution
+// on the target.
+//
 // This pass performs a strength reduction on array references inside loops that
-// have as one or more of their components the loop induction variable.  This is
-// accomplished by creating a new Value to hold the initial value of the array
-// access for the first iteration, and then creating a new GEP instruction in
-// the loop to increment the value by the appropriate amount.
+// have as one or more of their components the loop induction variable, it
+// rewrites expressions to take advantage of scaled-index addressing modes
+// available on the target, and it performs a variety of other optimizations
+// related to loop induction variables.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/LLVMContext.h"
 #include "llvm/Type.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/IVUsers.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/AddrModeMatcher.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
 #include <algorithm>
-#include <set>
 using namespace llvm;
 
-STATISTIC(NumReduced ,    "Number of GEPs strength reduced");
+STATISTIC(NumReduced ,    "Number of IV uses strength reduced");
 STATISTIC(NumInserted,    "Number of PHIs inserted");
 STATISTIC(NumVariable,    "Number of PHIs with variable strides");
 STATISTIC(NumEliminated,  "Number of strides eliminated");
 STATISTIC(NumShadow,      "Number of Shadow IVs optimized");
+STATISTIC(NumImmSunk,     "Number of common expr immediates sunk into uses");
+STATISTIC(NumLoopCond,    "Number of loop terminating conds optimized");
+
+static cl::opt<bool> EnableFullLSRMode("enable-full-lsr",
+                                       cl::init(false),
+                                       cl::Hidden);
 
 namespace {
 
   struct BasedUser;
 
-  /// IVStrideUse - Keep track of one use of a strided induction variable, where
-  /// the stride is stored externally.  The Offset member keeps track of the 
-  /// offset from the IV, User is the actual user of the operand, and
-  /// 'OperandValToReplace' is the operand of the User that is the use.
-  struct VISIBILITY_HIDDEN IVStrideUse {
-    SCEVHandle Offset;
-    Instruction *User;
-    Value *OperandValToReplace;
-
-    // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
-    // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
-    // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
-    // instruction for a loop or uses dominated by the loop.
-    bool isUseOfPostIncrementedValue;
-    
-    IVStrideUse(const SCEVHandle &Offs, Instruction *U, Value *O)
-      : Offset(Offs), User(U), OperandValToReplace(O),
-        isUseOfPostIncrementedValue(false) {}
-  };
-  
-  /// IVUsersOfOneStride - This structure keeps track of all instructions that
-  /// have an operand that is based on the trip count multiplied by some stride.
-  /// The stride for all of these users is common and kept external to this
-  /// structure.
-  struct VISIBILITY_HIDDEN IVUsersOfOneStride {
-    /// Users - Keep track of all of the users of this stride as well as the
-    /// initial value and the operand that uses the IV.
-    std::vector<IVStrideUse> Users;
-    
-    void addUser(const SCEVHandle &Offset,Instruction *User, Value *Operand) {
-      Users.push_back(IVStrideUse(Offset, User, Operand));
-    }
-  };
-
   /// IVInfo - This structure keeps track of one IV expression inserted during
   /// StrengthReduceStridedIVUsers. It contains the stride, the common base, as
   /// well as the PHI node and increment value created for rewrite.
   struct VISIBILITY_HIDDEN IVExpr {
-    SCEVHandle  Stride;
-    SCEVHandle  Base;
+    const SCEV *Stride;
+    const SCEV *Base;
     PHINode    *PHI;
-    Value      *IncV;
 
-    IVExpr(const SCEVHandle &stride, const SCEVHandle &base, PHINode *phi,
-           Value *incv)
-      : Stride(stride), Base(base), PHI(phi), IncV(incv) {}
+    IVExpr(const SCEV *const stride, const SCEV *const base, PHINode *phi)
+      : Stride(stride), Base(base), PHI(phi) {}
   };
 
   /// IVsOfOneStride - This structure keeps track of all IV expression inserted
@@ -103,41 +78,29 @@ namespace {
   struct VISIBILITY_HIDDEN IVsOfOneStride {
     std::vector<IVExpr> IVs;
 
-    void addIV(const SCEVHandle &Stride, const SCEVHandle &Base, PHINode *PHI,
-               Value *IncV) {
-      IVs.push_back(IVExpr(Stride, Base, PHI, IncV));
+    void addIV(const SCEV *const Stride, const SCEV *const Base, PHINode *PHI) {
+      IVs.push_back(IVExpr(Stride, Base, PHI));
     }
   };
 
   class VISIBILITY_HIDDEN LoopStrengthReduce : public LoopPass {
+    IVUsers *IU;
     LoopInfo *LI;
     DominatorTree *DT;
     ScalarEvolution *SE;
-    const TargetData *TD;
-    const Type *UIntPtrTy;
     bool Changed;
 
-    /// IVUsesByStride - Keep track of all uses of induction variables that we
-    /// are interested in.  The key of the map is the stride of the access.
-    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride> IVUsesByStride;
-
     /// IVsByStride - Keep track of all IVs that have been inserted for a
     /// particular stride.
-    std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride> IVsByStride;
+    std::map<const SCEV *, IVsOfOneStride> IVsByStride;
 
-    /// StrideOrder - An ordering of the keys in IVUsesByStride that is stable:
-    /// We use this to iterate over the IVUsesByStride collection without being
-    /// dependent on random ordering of pointers in the process.
-    SmallVector<SCEVHandle, 16> StrideOrder;
-
-    /// CastedValues - As we need to cast values to uintptr_t, this keeps track
-    /// of the casted version of each value.  This is accessed by
-    /// getCastedVersionOf.
-    DenseMap<Value*, Value*> CastedPointers;
+    /// StrideNoReuse - Keep track of all the strides whose ivs cannot be
+    /// reused (nor should they be rewritten to reuse other strides).
+    SmallSet<const SCEV *, 4> StrideNoReuse;
 
     /// DeadInsts - Keep track of instructions we may have made dead, so that
     /// we can remove them after we are done working.
-    SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
+    SmallVector<WeakVH, 16> DeadInsts;
 
     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
     /// transformation profitability.
@@ -162,49 +125,73 @@ namespace {
       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
       AU.addRequired<LoopInfo>();
       AU.addRequired<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<TargetData>();
       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
+      AU.addRequired<IVUsers>();
+      AU.addPreserved<IVUsers>();
     }
-    
-    /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
-    ///
-    Value *getCastedVersionOf(Instruction::CastOps opcode, Value *V);
-private:
-    bool AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
-                               SmallPtrSet<Instruction*,16> &Processed);
-    SCEVHandle GetExpressionSCEV(Instruction *E);
+
+  private:
     ICmpInst *ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
                                   IVStrideUse* &CondUse,
-                                  const SCEVHandle* &CondStride);
+                                  const SCEV *const *  &CondStride);
+
     void OptimizeIndvars(Loop *L);
+    void OptimizeLoopCountIV(Loop *L);
+    void OptimizeLoopTermCond(Loop *L);
 
     /// OptimizeShadowIV - If IV is used in a int-to-float cast
     /// inside the loop then try to eliminate the cast opeation.
     void OptimizeShadowIV(Loop *L);
 
-    /// OptimizeSMax - Rewrite the loop's terminating condition
-    /// if it uses an smax computation.
-    ICmpInst *OptimizeSMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
-                           IVStrideUse* &CondUse);
+    /// OptimizeMax - Rewrite the loop's terminating condition
+    /// if it uses a max computation.
+    ICmpInst *OptimizeMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
+                          IVStrideUse* &CondUse);
 
     bool FindIVUserForCond(ICmpInst *Cond, IVStrideUse *&CondUse,
-                           const SCEVHandle *&CondStride);
+                           const SCEV *const * &CondStride);
     bool RequiresTypeConversion(const Type *Ty, const Type *NewTy);
-    int64_t CheckForIVReuse(bool, bool, bool, const SCEVHandle&,
+    const SCEV *CheckForIVReuse(bool, bool, bool, const SCEV *const&,
                              IVExpr&, const Type*,
                              const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
-    bool ValidStride(bool, int64_t,
+    bool ValidScale(bool, int64_t,
+                    const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
+    bool ValidOffset(bool, int64_t, int64_t,
                      const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
-    SCEVHandle CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
+    const SCEV *CollectIVUsers(const SCEV *const &Stride,
                               IVUsersOfOneStride &Uses,
                               Loop *L,
                               bool &AllUsesAreAddresses,
                               bool &AllUsesAreOutsideLoop,
                               std::vector<BasedUser> &UsersToProcess);
-    void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
+    bool ShouldUseFullStrengthReductionMode(
+                                const std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                const Loop *L,
+                                bool AllUsesAreAddresses,
+                                const SCEV *Stride);
+    void PrepareToStrengthReduceFully(
+                             std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                             const SCEV *Stride,
+                             const SCEV *CommonExprs,
+                             const Loop *L,
+                             SCEVExpander &PreheaderRewriter);
+    void PrepareToStrengthReduceFromSmallerStride(
+                                         std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                         Value *CommonBaseV,
+                                         const IVExpr &ReuseIV,
+                                         Instruction *PreInsertPt);
+    void PrepareToStrengthReduceWithNewPhi(
+                                  std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                  const SCEV *Stride,
+                                  const SCEV *CommonExprs,
+                                  Value *CommonBaseV,
+                                  Instruction *IVIncInsertPt,
+                                  const Loop *L,
+                                  SCEVExpander &PreheaderRewriter);
+    void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEV *const &Stride,
                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
-                                      Loop *L, bool isOnlyStride);
+                                      Loop *L);
     void DeleteTriviallyDeadInstructions();
   };
 }
@@ -217,52 +204,19 @@ Pass *llvm::createLoopStrengthReducePass(const TargetLowering *TLI) {
   return new LoopStrengthReduce(TLI);
 }
 
-/// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t. This
-/// assumes that the Value* V is of integer or pointer type only.
-///
-Value *LoopStrengthReduce::getCastedVersionOf(Instruction::CastOps opcode, 
-                                              Value *V) {
-  if (V->getType() == UIntPtrTy) return V;
-  if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(V))
-    return ConstantExpr::getCast(opcode, CB, UIntPtrTy);
-
-  Value *&New = CastedPointers[V];
-  if (New) return New;
-  
-  New = SCEVExpander::InsertCastOfTo(opcode, V, UIntPtrTy);
-  DeadInsts.push_back(cast<Instruction>(New));
-  return New;
-}
-
-
 /// DeleteTriviallyDeadInstructions - If any of the instructions is the
 /// specified set are trivially dead, delete them and see if this makes any of
 /// their operands subsequently dead.
 void LoopStrengthReduce::DeleteTriviallyDeadInstructions() {
   if (DeadInsts.empty()) return;
   
-  // Sort the deadinsts list so that we can trivially eliminate duplicates as we
-  // go.  The code below never adds a non-dead instruction to the worklist, but
-  // callers may not be so careful.
-  array_pod_sort(DeadInsts.begin(), DeadInsts.end());
-
-  // Drop duplicate instructions and those with uses.
-  for (unsigned i = 0, e = DeadInsts.size()-1; i < e; ++i) {
-    Instruction *I = DeadInsts[i];
-    if (!I->use_empty()) DeadInsts[i] = 0;
-    while (i != e && DeadInsts[i+1] == I)
-      DeadInsts[++i] = 0;
-  }
-  
   while (!DeadInsts.empty()) {
-    Instruction *I = DeadInsts.back();
+    Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(DeadInsts.back());
     DeadInsts.pop_back();
     
     if (I == 0 || !isInstructionTriviallyDead(I))
       continue;
 
-    SE->deleteValueFromRecords(I);
-
     for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*OI)) {
         *OI = 0;
@@ -276,176 +230,45 @@ void LoopStrengthReduce::DeleteTriviallyDeadInstructions() {
   }
 }
 
-
-/// GetExpressionSCEV - Compute and return the SCEV for the specified
-/// instruction.
-SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp) {
-  // Pointer to pointer bitcast instructions return the same value as their
-  // operand.
-  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Exp)) {
-    if (SE->hasSCEV(BCI) || !isa<Instruction>(BCI->getOperand(0)))
-      return SE->getSCEV(BCI);
-    SCEVHandle R = GetExpressionSCEV(cast<Instruction>(BCI->getOperand(0)));
-    SE->setSCEV(BCI, R);
-    return R;
-  }
-
-  // Scalar Evolutions doesn't know how to compute SCEV's for GEP instructions.
-  // If this is a GEP that SE doesn't know about, compute it now and insert it.
-  // If this is not a GEP, or if we have already done this computation, just let
-  // SE figure it out.
-  GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Exp);
-  if (!GEP || SE->hasSCEV(GEP))
-    return SE->getSCEV(Exp);
-    
-  // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction, looking
-  // for uses that are determined by the trip count of the loop.  First, skip
-  // all operands the are not dependent on the IV.
-
-  // Build up the base expression.  Insert an LLVM cast of the pointer to
-  // uintptr_t first.
-  SCEVHandle GEPVal = SE->getUnknown(
-      getCastedVersionOf(Instruction::PtrToInt, GEP->getOperand(0)));
-
-  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
-  
-  for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end();
-       i != e; ++i, ++GTI) {
-    // If this is a use of a recurrence that we can analyze, and it comes before
-    // Op does in the GEP operand list, we will handle this when we process this
-    // operand.
-    if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
-      const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
-      unsigned Idx = cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue();
-      uint64_t Offset = SL->getElementOffset(Idx);
-      GEPVal = SE->getAddExpr(GEPVal,
-                             SE->getIntegerSCEV(Offset, UIntPtrTy));
-    } else {
-      unsigned GEPOpiBits = 
-        (*i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
-      unsigned IntPtrBits = UIntPtrTy->getPrimitiveSizeInBits();
-      Instruction::CastOps opcode = (GEPOpiBits < IntPtrBits ? 
-          Instruction::SExt : (GEPOpiBits > IntPtrBits ? Instruction::Trunc :
-            Instruction::BitCast));
-      Value *OpVal = getCastedVersionOf(opcode, *i);
-      SCEVHandle Idx = SE->getSCEV(OpVal);
-
-      uint64_t TypeSize = TD->getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
-      if (TypeSize != 1)
-        Idx = SE->getMulExpr(Idx,
-                            SE->getConstant(ConstantInt::get(UIntPtrTy,
-                                                             TypeSize)));
-      GEPVal = SE->getAddExpr(GEPVal, Idx);
-    }
-  }
-
-  SE->setSCEV(GEP, GEPVal);
-  return GEPVal;
-}
-
-/// getSCEVStartAndStride - Compute the start and stride of this expression,
-/// returning false if the expression is not a start/stride pair, or true if it
-/// is.  The stride must be a loop invariant expression, but the start may be
-/// a mix of loop invariant and loop variant expressions.
-static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
-                                  SCEVHandle &Start, SCEVHandle &Stride,
-                                  ScalarEvolution *SE) {
-  SCEVHandle TheAddRec = Start;   // Initialize to zero.
-
-  // If the outer level is an AddExpr, the operands are all start values except
-  // for a nested AddRecExpr.
-  if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(SH)) {
-    for (unsigned i = 0, e = AE->getNumOperands(); i != e; ++i)
-      if (SCEVAddRecExpr *AddRec =
-             dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(AE->getOperand(i))) {
-        if (AddRec->getLoop() == L)
-          TheAddRec = SE->getAddExpr(AddRec, TheAddRec);
-        else
-          return false;  // Nested IV of some sort?
-      } else {
-        Start = SE->getAddExpr(Start, AE->getOperand(i));
-      }
-        
-  } else if (isa<SCEVAddRecExpr>(SH)) {
-    TheAddRec = SH;
-  } else {
-    return false;  // not analyzable.
+/// containsAddRecFromDifferentLoop - Determine whether expression S involves a 
+/// subexpression that is an AddRec from a loop other than L.  An outer loop 
+/// of L is OK, but not an inner loop nor a disjoint loop.
+static bool containsAddRecFromDifferentLoop(const SCEV *S, Loop *L) {
+  // This is very common, put it first.
+  if (isa<SCEVConstant>(S))
+    return false;
+  if (const SCEVCommutativeExpr *AE = dyn_cast<SCEVCommutativeExpr>(S)) {
+    for (unsigned int i=0; i< AE->getNumOperands(); i++)
+      if (containsAddRecFromDifferentLoop(AE->getOperand(i), L))
+        return true;
+    return false;
   }
-  
-  SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(TheAddRec);
-  if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L) return false;
-  
-  // FIXME: Generalize to non-affine IV's.
-  if (!AddRec->isAffine()) return false;
-
-  Start = SE->getAddExpr(Start, AddRec->getOperand(0));
-  
-  if (!isa<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1)))
-    DOUT << "[" << L->getHeader()->getName()
-         << "] Variable stride: " << *AddRec << "\n";
-
-  Stride = AddRec->getOperand(1);
-  return true;
-}
-
-/// IVUseShouldUsePostIncValue - We have discovered a "User" of an IV expression
-/// and now we need to decide whether the user should use the preinc or post-inc
-/// value.  If this user should use the post-inc version of the IV, return true.
-///
-/// Choosing wrong here can break dominance properties (if we choose to use the
-/// post-inc value when we cannot) or it can end up adding extra live-ranges to
-/// the loop, resulting in reg-reg copies (if we use the pre-inc value when we
-/// should use the post-inc value).
-static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
-                                       Loop *L, DominatorTree *DT, Pass *P,
-                                      SmallVectorImpl<Instruction*> &DeadInsts){
-  // If the user is in the loop, use the preinc value.
-  if (L->contains(User->getParent())) return false;
-  
-  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
-  
-  // Ok, the user is outside of the loop.  If it is dominated by the latch
-  // block, use the post-inc value.
-  if (DT->dominates(LatchBlock, User->getParent()))
-    return true;
-
-  // There is one case we have to be careful of: PHI nodes.  These little guys
-  // can live in blocks that do not dominate the latch block, but (since their
-  // uses occur in the predecessor block, not the block the PHI lives in) should
-  // still use the post-inc value.  Check for this case now.
-  PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User);
-  if (!PN) return false;  // not a phi, not dominated by latch block.
-  
-  // Look at all of the uses of IV by the PHI node.  If any use corresponds to
-  // a block that is not dominated by the latch block, give up and use the
-  // preincremented value.
-  unsigned NumUses = 0;
-  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-    if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
-      ++NumUses;
-      if (!DT->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
+  if (const SCEVAddRecExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S)) {
+    if (const Loop *newLoop = AE->getLoop()) {
+      if (newLoop == L)
+        return false;
+      // if newLoop is an outer loop of L, this is OK.
+      if (!LoopInfo::isNotAlreadyContainedIn(L, newLoop))
         return false;
     }
-
-  // Okay, all uses of IV by PN are in predecessor blocks that really are
-  // dominated by the latch block.  Split the critical edges and use the
-  // post-incremented value.
-  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-    if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
-      SplitCriticalEdge(PN->getIncomingBlock(i), PN->getParent(), P, false);
-      // Splitting the critical edge can reduce the number of entries in this
-      // PHI.
-      e = PN->getNumIncomingValues();
-      if (--NumUses == 0) break;
-    }
-
-  // PHI node might have become a constant value after SplitCriticalEdge.
-  DeadInsts.push_back(User);
-  
-  return true;
+    return true;
+  }
+  if (const SCEVUDivExpr *DE = dyn_cast<SCEVUDivExpr>(S))
+    return containsAddRecFromDifferentLoop(DE->getLHS(), L) ||
+           containsAddRecFromDifferentLoop(DE->getRHS(), L);
+#if 0
+  // SCEVSDivExpr has been backed out temporarily, but will be back; we'll 
+  // need this when it is.
+  if (const SCEVSDivExpr *DE = dyn_cast<SCEVSDivExpr>(S))
+    return containsAddRecFromDifferentLoop(DE->getLHS(), L) ||
+           containsAddRecFromDifferentLoop(DE->getRHS(), L);
+#endif
+  if (const SCEVCastExpr *CE = dyn_cast<SCEVCastExpr>(S))
+    return containsAddRecFromDifferentLoop(CE->getOperand(), L);
+  return false;
 }
 
-/// isAddress - Returns true if the specified instruction is using the
+/// isAddressUse - Returns true if the specified instruction is using the
 /// specified value as an address.
 static bool isAddressUse(Instruction *Inst, Value *OperandVal) {
   bool isAddress = isa<LoadInst>(Inst);
@@ -473,75 +296,25 @@ static bool isAddressUse(Instruction *Inst, Value *OperandVal) {
   return isAddress;
 }
 
-/// AddUsersIfInteresting - Inspect the specified instruction.  If it is a
-/// reducible SCEV, recursively add its users to the IVUsesByStride set and
-/// return true.  Otherwise, return false.
-bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
-                                      SmallPtrSet<Instruction*,16> &Processed) {
-  if (!I->getType()->isInteger() && !isa<PointerType>(I->getType()))
-    return false;   // Void and FP expressions cannot be reduced.
-  if (!Processed.insert(I))
-    return true;    // Instruction already handled.
-  
-  // Get the symbolic expression for this instruction.
-  SCEVHandle ISE = GetExpressionSCEV(I);
-  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(ISE)) return false;
-  
-  // Get the start and stride for this expression.
-  SCEVHandle Start = SE->getIntegerSCEV(0, ISE->getType());
-  SCEVHandle Stride = Start;
-  if (!getSCEVStartAndStride(ISE, L, Start, Stride, SE))
-    return false;  // Non-reducible symbolic expression, bail out.
-
-  std::vector<Instruction *> IUsers;
-  // Collect all I uses now because IVUseShouldUsePostIncValue may 
-  // invalidate use_iterator.
-  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E; ++UI)
-    IUsers.push_back(cast<Instruction>(*UI));
-
-  for (unsigned iused_index = 0, iused_size = IUsers.size(); 
-       iused_index != iused_size; ++iused_index) {
-
-    Instruction *User = IUsers[iused_index];
-
-    // Do not infinitely recurse on PHI nodes.
-    if (isa<PHINode>(User) && Processed.count(User))
-      continue;
-
-    // If this is an instruction defined in a nested loop, or outside this loop,
-    // don't recurse into it.
-    bool AddUserToIVUsers = false;
-    if (LI->getLoopFor(User->getParent()) != L) {
-      DOUT << "FOUND USER in other loop: " << *User
-           << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n";
-      AddUserToIVUsers = true;
-    } else if (!AddUsersIfInteresting(User, L, Processed)) {
-      DOUT << "FOUND USER: " << *User
-           << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n";
-      AddUserToIVUsers = true;
-    }
-
-    if (AddUserToIVUsers) {
-      IVUsersOfOneStride &StrideUses = IVUsesByStride[Stride];
-      if (StrideUses.Users.empty())     // First occurrence of this stride?
-        StrideOrder.push_back(Stride);
-      
-      // Okay, we found a user that we cannot reduce.  Analyze the instruction
-      // and decide what to do with it.  If we are a use inside of the loop, use
-      // the value before incrementation, otherwise use it after incrementation.
-      if (IVUseShouldUsePostIncValue(User, I, L, DT, this, DeadInsts)) {
-        // The value used will be incremented by the stride more than we are
-        // expecting, so subtract this off.
-        SCEVHandle NewStart = SE->getMinusSCEV(Start, Stride);
-        StrideUses.addUser(NewStart, User, I);
-        StrideUses.Users.back().isUseOfPostIncrementedValue = true;
-        DOUT << "   USING POSTINC SCEV, START=" << *NewStart<< "\n";
-      } else {        
-        StrideUses.addUser(Start, User, I);
-      }
+/// getAccessType - Return the type of the memory being accessed.
+static const Type *getAccessType(const Instruction *Inst) {
+  const Type *AccessTy = Inst->getType();
+  if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
+    AccessTy = SI->getOperand(0)->getType();
+  else if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
+    // Addressing modes can also be folded into prefetches and a variety
+    // of intrinsics.
+    switch (II->getIntrinsicID()) {
+    default: break;
+    case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
+    case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
+    case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
+    case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
+      AccessTy = II->getOperand(1)->getType();
+      break;
     }
   }
-  return true;
+  return AccessTy;
 }
 
 namespace {
@@ -555,7 +328,7 @@ namespace {
     /// this use.  As the use is processed, information gets moved from this
     /// field to the Imm field (below).  BasedUser values are sorted by this
     /// field.
-    SCEVHandle Base;
+    const SCEV *Base;
     
     /// Inst - The instruction using the induction variable.
     Instruction *Inst;
@@ -566,8 +339,13 @@ namespace {
 
     /// Imm - The immediate value that should be added to the base immediately
     /// before Inst, because it will be folded into the imm field of the
-    /// instruction.
-    SCEVHandle Imm;
+    /// instruction.  This is also sometimes used for loop-variant values that
+    /// must be added inside the loop.
+    const SCEV *Imm;
+
+    /// Phi - The induction variable that performs the striding that
+    /// should be used for this user.
+    PHINode *Phi;
 
     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
@@ -577,22 +355,25 @@ namespace {
     bool isUseOfPostIncrementedValue;
     
     BasedUser(IVStrideUse &IVSU, ScalarEvolution *se)
-      : SE(se), Base(IVSU.Offset), Inst(IVSU.User), 
-        OperandValToReplace(IVSU.OperandValToReplace), 
+      : SE(se), Base(IVSU.getOffset()), Inst(IVSU.getUser()),
+        OperandValToReplace(IVSU.getOperandValToReplace()),
         Imm(SE->getIntegerSCEV(0, Base->getType())), 
-        isUseOfPostIncrementedValue(IVSU.isUseOfPostIncrementedValue) {}
+        isUseOfPostIncrementedValue(IVSU.isUseOfPostIncrementedValue()) {}
 
     // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
     // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
     // to it.
-    void RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
+    void RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEV *const &NewBase,
                                         Instruction *InsertPt,
                                        SCEVExpander &Rewriter, Loop *L, Pass *P,
-                                      SmallVectorImpl<Instruction*> &DeadInsts);
+                                        LoopInfo &LI,
+                                        SmallVectorImpl<WeakVH> &DeadInsts);
     
-    Value *InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase, 
+    Value *InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEV *const &NewBase, 
+                                       const Type *Ty,
                                        SCEVExpander &Rewriter,
-                                       Instruction *IP, Loop *L);
+                                       Instruction *IP, Loop *L,
+                                       LoopInfo &LI);
     void dump() const;
   };
 }
@@ -603,14 +384,15 @@ void BasedUser::dump() const {
   cerr << "   Inst: " << *Inst;
 }
 
-Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase, 
+Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEV *const &NewBase, 
+                                              const Type *Ty,
                                               SCEVExpander &Rewriter,
-                                              Instruction *IP, Loop *L) {
+                                              Instruction *IP, Loop *L,
+                                              LoopInfo &LI) {
   // Figure out where we *really* want to insert this code.  In particular, if
   // the user is inside of a loop that is nested inside of L, we really don't
   // want to insert this expression before the user, we'd rather pull it out as
   // many loops as possible.
-  LoopInfo &LI = Rewriter.getLoopInfo();
   Instruction *BaseInsertPt = IP;
   
   // Figure out the most-nested loop that IP is in.
@@ -624,21 +406,14 @@ Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase,
       InsertLoop = InsertLoop->getParentLoop();
     }
   
-  // If there is no immediate value, skip the next part.
-  if (Imm->isZero())
-    return Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
+  Value *Base = Rewriter.expandCodeFor(NewBase, 0, BaseInsertPt);
 
-  Value *Base = Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
+  const SCEV *NewValSCEV = SE->getUnknown(Base);
 
-  // If we are inserting the base and imm values in the same block, make sure to
-  // adjust the IP position if insertion reused a result.
-  if (IP == BaseInsertPt)
-    IP = Rewriter.getInsertionPoint();
-  
-  // Always emit the immediate (if non-zero) into the same block as the user.
-  SCEVHandle NewValSCEV = SE->getAddExpr(SE->getUnknown(Base), Imm);
-  return Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, IP);
-  
+  // Always emit the immediate into the same block as the user.
+  NewValSCEV = SE->getAddExpr(NewValSCEV, Imm);
+
+  return Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, Ty, IP);
 }
 
 
@@ -648,10 +423,11 @@ Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase,
 // value of NewBase in the case that it's a diffferent instruction from
 // the PHI that NewBase is computed from, or null otherwise.
 //
-void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
+void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEV *const &NewBase,
                                                Instruction *NewBasePt,
                                       SCEVExpander &Rewriter, Loop *L, Pass *P,
-                                      SmallVectorImpl<Instruction*> &DeadInsts){
+                                      LoopInfo &LI,
+                                      SmallVectorImpl<WeakVH> &DeadInsts) {
   if (!isa<PHINode>(Inst)) {
     // By default, insert code at the user instruction.
     BasicBlock::iterator InsertPt = Inst;
@@ -678,23 +454,18 @@ void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
         while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
       }
     }
-    Value *NewVal = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
-    // Adjust the type back to match the Inst. Note that we can't use InsertPt
-    // here because the SCEVExpander may have inserted the instructions after
-    // that point, in its efforts to avoid inserting redundant expressions.
-    if (isa<PointerType>(OperandValToReplace->getType())) {
-      NewVal = SCEVExpander::InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr,
-                                            NewVal,
-                                            OperandValToReplace->getType());
-    }
+    Value *NewVal = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase,
+                                                OperandValToReplace->getType(),
+                                                Rewriter, InsertPt, L, LI);
     // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
     Inst->replaceUsesOfWith(OperandValToReplace, NewVal);
-    DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm;
-    DOUT << "  \tNEWBASE =" << *NewBase;
-    DOUT << "  \tInst = " << *Inst;
+
+    DOUT << "      Replacing with ";
+    DEBUG(WriteAsOperand(*DOUT, NewVal, /*PrintType=*/false));
+    DOUT << ", which has value " << *NewBase << " plus IMM " << *Imm << "\n";
     return;
   }
-  
+
   // PHI nodes are more complex.  We have to insert one copy of the NewBase+Imm
   // expression into each operand block that uses it.  Note that PHI nodes can
   // have multiple entries for the same predecessor.  We use a map to make sure
@@ -704,47 +475,53 @@ void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
   PHINode *PN = cast<PHINode>(Inst);
   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
     if (PN->getIncomingValue(i) == OperandValToReplace) {
-      // If this is a critical edge, split the edge so that we do not insert the
-      // code on all predecessor/successor paths.  We do this unless this is the
-      // canonical backedge for this loop, as this can make some inserted code
-      // be in an illegal position.
-      BasicBlock *PHIPred = PN->getIncomingBlock(i);
-      if (e != 1 && PHIPred->getTerminator()->getNumSuccessors() > 1 &&
-          (PN->getParent() != L->getHeader() || !L->contains(PHIPred))) {
-        
-        // First step, split the critical edge.
-        SplitCriticalEdge(PHIPred, PN->getParent(), P, false);
-            
-        // Next step: move the basic block.  In particular, if the PHI node
-        // is outside of the loop, and PredTI is in the loop, we want to
-        // move the block to be immediately before the PHI block, not
-        // immediately after PredTI.
-        if (L->contains(PHIPred) && !L->contains(PN->getParent())) {
-          BasicBlock *NewBB = PN->getIncomingBlock(i);
-          NewBB->moveBefore(PN->getParent());
+      // If the original expression is outside the loop, put the replacement
+      // code in the same place as the original expression,
+      // which need not be an immediate predecessor of this PHI.  This way we 
+      // need only one copy of it even if it is referenced multiple times in
+      // the PHI.  We don't do this when the original expression is inside the
+      // loop because multiple copies sometimes do useful sinking of code in
+      // that case(?).
+      Instruction *OldLoc = dyn_cast<Instruction>(OperandValToReplace);
+      if (L->contains(OldLoc->getParent())) {
+        // If this is a critical edge, split the edge so that we do not insert
+        // the code on all predecessor/successor paths.  We do this unless this
+        // is the canonical backedge for this loop, as this can make some
+        // inserted code be in an illegal position.
+        BasicBlock *PHIPred = PN->getIncomingBlock(i);
+        if (e != 1 && PHIPred->getTerminator()->getNumSuccessors() > 1 &&
+            (PN->getParent() != L->getHeader() || !L->contains(PHIPred))) {
+
+          // First step, split the critical edge.
+          SplitCriticalEdge(PHIPred, PN->getParent(), P, false);
+
+          // Next step: move the basic block.  In particular, if the PHI node
+          // is outside of the loop, and PredTI is in the loop, we want to
+          // move the block to be immediately before the PHI block, not
+          // immediately after PredTI.
+          if (L->contains(PHIPred) && !L->contains(PN->getParent())) {
+            BasicBlock *NewBB = PN->getIncomingBlock(i);
+            NewBB->moveBefore(PN->getParent());
+          }
+
+          // Splitting the edge can reduce the number of PHI entries we have.
+          e = PN->getNumIncomingValues();
         }
-        
-        // Splitting the edge can reduce the number of PHI entries we have.
-        e = PN->getNumIncomingValues();
       }
-
       Value *&Code = InsertedCode[PN->getIncomingBlock(i)];
       if (!Code) {
         // Insert the code into the end of the predecessor block.
-        Instruction *InsertPt = PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
-        Code = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
-
-        // Adjust the type back to match the PHI. Note that we can't use
-        // InsertPt here because the SCEVExpander may have inserted its
-        // instructions after that point, in its efforts to avoid inserting
-        // redundant expressions.
-        if (isa<PointerType>(PN->getType())) {
-          Code = SCEVExpander::InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr,
-                                              Code,
-                                              PN->getType());
-        }
+        Instruction *InsertPt = (L->contains(OldLoc->getParent())) ?
+                                PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator() :
+                                OldLoc->getParent()->getTerminator();
+        Code = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, PN->getType(),
+                                           Rewriter, InsertPt, L, LI);
+
+        DOUT << "      Changing PHI use to ";
+        DEBUG(WriteAsOperand(*DOUT, Code, /*PrintType=*/false));
+        DOUT << ", which has value " << *NewBase << " plus IMM " << *Imm << "\n";
       }
-      
+
       // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
       PN->setIncomingValue(i, Code);
       Rewriter.clear();
@@ -753,50 +530,49 @@ void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
 
   // PHI node might have become a constant value after SplitCriticalEdge.
   DeadInsts.push_back(Inst);
-
-  DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst;
 }
 
 
 /// fitsInAddressMode - Return true if V can be subsumed within an addressing
 /// mode, and does not need to be put in a register first.
-static bool fitsInAddressMode(const SCEVHandle &V, const Type *UseTy,
+static bool fitsInAddressMode(const SCEV *const &V, const Type *AccessTy,
                              const TargetLowering *TLI, bool HasBaseReg) {
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
+  if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
     int64_t VC = SC->getValue()->getSExtValue();
     if (TLI) {
       TargetLowering::AddrMode AM;
       AM.BaseOffs = VC;
       AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
-      return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
+      return TLI->isLegalAddressingMode(AM, AccessTy);
     } else {
       // Defaults to PPC. PPC allows a sign-extended 16-bit immediate field.
       return (VC > -(1 << 16) && VC < (1 << 16)-1);
     }
   }
 
-  if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V))
-    if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(SU->getValue()))
-      if (TLI && CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
-        Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
-        if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Op0)) {
-          TargetLowering::AddrMode AM;
-          AM.BaseGV = GV;
-          AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
-          return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
-        }
+  if (const SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V))
+    if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(SU->getValue())) {
+      if (TLI) {
+        TargetLowering::AddrMode AM;
+        AM.BaseGV = GV;
+        AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
+        return TLI->isLegalAddressingMode(AM, AccessTy);
+      } else {
+        // Default: assume global addresses are not legal.
       }
+    }
+
   return false;
 }
 
 /// MoveLoopVariantsToImmediateField - Move any subexpressions from Val that are
 /// loop varying to the Imm operand.
-static void MoveLoopVariantsToImmediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
-                                            Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
+static void MoveLoopVariantsToImmediateField(const SCEV *&Val, const SCEV *&Imm,
+                                             Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
   if (Val->isLoopInvariant(L)) return;  // Nothing to do.
   
-  if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
-    std::vector<SCEVHandle> NewOps;
+  if (const SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
+    SmallVector<const SCEV *, 4> NewOps;
     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
     
     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
@@ -812,12 +588,12 @@ static void MoveLoopVariantsToImmediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
       Val = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
     else
       Val = SE->getAddExpr(NewOps);
-  } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
+  } else if (const SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
-    SCEVHandle Start = SARE->getStart();
+    const SCEV *Start = SARE->getStart();
     MoveLoopVariantsToImmediateField(Start, Imm, L, SE);
     
-    std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
+    SmallVector<const SCEV *, 4> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
     Ops[0] = Start;
     Val = SE->getAddRecExpr(Ops, SARE->getLoop());
   } else {
@@ -832,21 +608,17 @@ static void MoveLoopVariantsToImmediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
 /// that can fit into the immediate field of instructions in the target.
 /// Accumulate these immediate values into the Imm value.
 static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
-                                Instruction *User,
-                                SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
+                                const Type *AccessTy,
+                                const SCEV *&Val, const SCEV *&Imm,
                                 bool isAddress, Loop *L,
                                 ScalarEvolution *SE) {
-  const Type *UseTy = User->getType();
-  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User))
-    UseTy = SI->getOperand(0)->getType();
-
-  if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
-    std::vector<SCEVHandle> NewOps;
+  if (const SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
+    SmallVector<const SCEV *, 4> NewOps;
     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
     
     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i) {
-      SCEVHandle NewOp = SAE->getOperand(i);
-      MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, Imm, isAddress, L, SE);
+      const SCEV *NewOp = SAE->getOperand(i);
+      MoveImmediateValues(TLI, AccessTy, NewOp, Imm, isAddress, L, SE);
       
       if (!NewOp->isLoopInvariant(L)) {
         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
@@ -862,25 +634,26 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
     else
       Val = SE->getAddExpr(NewOps);
     return;
-  } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
+  } else if (const SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
-    SCEVHandle Start = SARE->getStart();
-    MoveImmediateValues(TLI, User, Start, Imm, isAddress, L, SE);
+    const SCEV *Start = SARE->getStart();
+    MoveImmediateValues(TLI, AccessTy, Start, Imm, isAddress, L, SE);
     
     if (Start != SARE->getStart()) {
-      std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
+      SmallVector<const SCEV *, 4> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
       Ops[0] = Start;
       Val = SE->getAddRecExpr(Ops, SARE->getLoop());
     }
     return;
-  } else if (SCEVMulExpr *SME = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Val)) {
+  } else if (const SCEVMulExpr *SME = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Val)) {
     // Transform "8 * (4 + v)" -> "32 + 8*V" if "32" fits in the immed field.
-    if (isAddress && fitsInAddressMode(SME->getOperand(0), UseTy, TLI, false) &&
+    if (isAddress &&
+        fitsInAddressMode(SME->getOperand(0), AccessTy, TLI, false) &&
         SME->getNumOperands() == 2 && SME->isLoopInvariant(L)) {
 
-      SCEVHandle SubImm = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
-      SCEVHandle NewOp = SME->getOperand(1);
-      MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, SubImm, isAddress, L, SE);
+      const SCEV *SubImm = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
+      const SCEV *NewOp = SME->getOperand(1);
+      MoveImmediateValues(TLI, AccessTy, NewOp, SubImm, isAddress, L, SE);
       
       // If we extracted something out of the subexpressions, see if we can 
       // simplify this!
@@ -888,7 +661,7 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
         // Scale SubImm up by "8".  If the result is a target constant, we are
         // good.
         SubImm = SE->getMulExpr(SubImm, SME->getOperand(0));
-        if (fitsInAddressMode(SubImm, UseTy, TLI, false)) {
+        if (fitsInAddressMode(SubImm, AccessTy, TLI, false)) {
           // Accumulate the immediate.
           Imm = SE->getAddExpr(Imm, SubImm);
           
@@ -902,7 +675,7 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
 
   // Loop-variant expressions must stay in the immediate field of the
   // expression.
-  if ((isAddress && fitsInAddressMode(Val, UseTy, TLI, false)) ||
+  if ((isAddress && fitsInAddressMode(Val, AccessTy, TLI, false)) ||
       !Val->isLoopInvariant(L)) {
     Imm = SE->getAddExpr(Imm, Val);
     Val = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
@@ -912,23 +685,31 @@ static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
   // Otherwise, no immediates to move.
 }
 
+static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
+                                Instruction *User,
+                                const SCEV *&Val, const SCEV *&Imm,
+                                bool isAddress, Loop *L,
+                                ScalarEvolution *SE) {
+  const Type *AccessTy = getAccessType(User);
+  MoveImmediateValues(TLI, AccessTy, Val, Imm, isAddress, L, SE);
+}
 
 /// SeparateSubExprs - Decompose Expr into all of the subexpressions that are
 /// added together.  This is used to reassociate common addition subexprs
 /// together for maximal sharing when rewriting bases.
-static void SeparateSubExprs(std::vector<SCEVHandle> &SubExprs,
-                             SCEVHandle Expr,
+static void SeparateSubExprs(SmallVector<const SCEV *, 16> &SubExprs,
+                             const SCEV *Expr,
                              ScalarEvolution *SE) {
-  if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr)) {
+  if (const SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr)) {
     for (unsigned j = 0, e = AE->getNumOperands(); j != e; ++j)
       SeparateSubExprs(SubExprs, AE->getOperand(j), SE);
-  } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr)) {
-    SCEVHandle Zero = SE->getIntegerSCEV(0, Expr->getType());
+  } else if (const SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr)) {
+    const SCEV *Zero = SE->getIntegerSCEV(0, Expr->getType());
     if (SARE->getOperand(0) == Zero) {
       SubExprs.push_back(Expr);
     } else {
       // Compute the addrec with zero as its base.
-      std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
+      SmallVector<const SCEV *, 4> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
       Ops[0] = Zero;   // Start with zero base.
       SubExprs.push_back(SE->getAddRecExpr(Ops, SARE->getLoop()));
       
@@ -952,7 +733,7 @@ struct SubExprUseData { unsigned Count; bool notAllUsesAreFree; };
 /// not remove anything.  This looks for things like (a+b+c) and
 /// (a+c+d) and computes the common (a+c) subexpression.  The common expression
 /// is *removed* from the Bases and returned.
-static SCEVHandle 
+static const SCEV *
 RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
                                     ScalarEvolution *SE, Loop *L,
                                     const TargetLowering *TLI) {
@@ -960,9 +741,9 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
 
   // Only one use?  This is a very common case, so we handle it specially and
   // cheaply.
-  SCEVHandle Zero = SE->getIntegerSCEV(0, Uses[0].Base->getType());
-  SCEVHandle Result = Zero;
-  SCEVHandle FreeResult = Zero;
+  const SCEV *Zero = SE->getIntegerSCEV(0, Uses[0].Base->getType());
+  const SCEV *Result = Zero;
+  const SCEV *FreeResult = Zero;
   if (NumUses == 1) {
     // If the use is inside the loop, use its base, regardless of what it is:
     // it is clearly shared across all the IV's.  If the use is outside the loop
@@ -978,13 +759,13 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
   // Also track whether all uses of each expression can be moved into an
   // an addressing mode "for free"; such expressions are left within the loop.
   // struct SubExprUseData { unsigned Count; bool notAllUsesAreFree; };
-  std::map<SCEVHandle, SubExprUseData> SubExpressionUseData;
+  std::map<const SCEV *, SubExprUseData> SubExpressionUseData;
   
   // UniqueSubExprs - Keep track of all of the subexpressions we see in the
   // order we see them.
-  std::vector<SCEVHandle> UniqueSubExprs;
+  SmallVector<const SCEV *, 16> UniqueSubExprs;
 
-  std::vector<SCEVHandle> SubExprs;
+  SmallVector<const SCEV *, 16> SubExprs;
   unsigned NumUsesInsideLoop = 0;
   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
     // If the user is outside the loop, just ignore it for base computation.
@@ -1004,14 +785,11 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
     // If this use is as an address we may be able to put CSEs in the addressing
     // mode rather than hoisting them.
     bool isAddrUse = isAddressUse(Uses[i].Inst, Uses[i].OperandValToReplace);
-    // We may need the UseTy below, but only when isAddrUse, so compute it
+    // We may need the AccessTy below, but only when isAddrUse, so compute it
     // only in that case.
-    const Type *UseTy = 0;
-    if (isAddrUse) {
-      UseTy  = Uses[i].Inst->getType();
-      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Uses[i].Inst))
-        UseTy = SI->getOperand(0)->getType();
-    }
+    const Type *AccessTy = 0;
+    if (isAddrUse)
+      AccessTy = getAccessType(Uses[i].Inst);
 
     // Split the expression into subexprs.
     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base, SE);
@@ -1022,7 +800,7 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j) {
       if (++SubExpressionUseData[SubExprs[j]].Count == 1)
         UniqueSubExprs.push_back(SubExprs[j]);
-      if (!isAddrUse || !fitsInAddressMode(SubExprs[j], UseTy, TLI, false))
+      if (!isAddrUse || !fitsInAddressMode(SubExprs[j], AccessTy, TLI, false))
         SubExpressionUseData[SubExprs[j]].notAllUsesAreFree = true;
     }
     SubExprs.clear();
@@ -1031,7 +809,7 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
   // Now that we know how many times each is used, build Result.  Iterate over
   // UniqueSubexprs so that we have a stable ordering.
   for (unsigned i = 0, e = UniqueSubExprs.size(); i != e; ++i) {
-    std::map<SCEVHandle, SubExprUseData>::iterator I = 
+    std::map<const SCEV *, SubExprUseData>::iterator I = 
        SubExpressionUseData.find(UniqueSubExprs[i]);
     assert(I != SubExpressionUseData.end() && "Entry not found?");
     if (I->second.Count == NumUsesInsideLoop) { // Found CSE! 
@@ -1056,10 +834,8 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
         continue;
       // We know this is an addressing mode use; if there are any uses that
       // are not, FreeResult would be Zero.
-      const Type *UseTy = Uses[i].Inst->getType();
-      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Uses[i].Inst))
-        UseTy = SI->getOperand(0)->getType();
-      if (!fitsInAddressMode(FreeResult, UseTy, TLI, Result!=Zero)) {
+      const Type *AccessTy = getAccessType(Uses[i].Inst);
+      if (!fitsInAddressMode(FreeResult, AccessTy, TLI, Result!=Zero)) {
         // FIXME:  could split up FreeResult into pieces here, some hoisted
         // and some not.  There is no obvious advantage to this.
         Result = SE->getAddExpr(Result, FreeResult);
@@ -1077,7 +853,7 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
   if (FreeResult != Zero) {
     SeparateSubExprs(SubExprs, FreeResult, SE);
     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j) {
-      std::map<SCEVHandle, SubExprUseData>::iterator I = 
+      std::map<const SCEV *, SubExprUseData>::iterator I = 
          SubExpressionUseData.find(SubExprs[j]);
       SubExpressionUseData.erase(I);
     }
@@ -1116,27 +892,25 @@ RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
   return Result;
 }
 
-/// ValidStride - Check whether the given Scale is valid for all loads and 
+/// ValidScale - Check whether the given Scale is valid for all loads and 
 /// stores in UsersToProcess.
 ///
-bool LoopStrengthReduce::ValidStride(bool HasBaseReg,
-                               int64_t Scale, 
+bool LoopStrengthReduce::ValidScale(bool HasBaseReg, int64_t Scale,
                                const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
   if (!TLI)
     return true;
 
-  for (unsigned i=0, e = UsersToProcess.size(); i!=e; ++i) {
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i!=e; ++i) {
     // If this is a load or other access, pass the type of the access in.
     const Type *AccessTy = Type::VoidTy;
-    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst))
-      AccessTy = SI->getOperand(0)->getType();
-    else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(UsersToProcess[i].Inst))
-      AccessTy = LI->getType();
+    if (isAddressUse(UsersToProcess[i].Inst,
+                     UsersToProcess[i].OperandValToReplace))
+      AccessTy = getAccessType(UsersToProcess[i].Inst);
     else if (isa<PHINode>(UsersToProcess[i].Inst))
       continue;
     
     TargetLowering::AddrMode AM;
-    if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(UsersToProcess[i].Imm))
+    if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(UsersToProcess[i].Imm))
       AM.BaseOffs = SC->getValue()->getSExtValue();
     AM.HasBaseReg = HasBaseReg || !UsersToProcess[i].Base->isZero();
     AM.Scale = Scale;
@@ -1148,19 +922,54 @@ bool LoopStrengthReduce::ValidStride(bool HasBaseReg,
   return true;
 }
 
-/// RequiresTypeConversion - Returns true if converting Ty to NewTy is not
+/// ValidOffset - Check whether the given Offset is valid for all loads and
+/// stores in UsersToProcess.
+///
+bool LoopStrengthReduce::ValidOffset(bool HasBaseReg,
+                               int64_t Offset,
+                               int64_t Scale,
+                               const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
+  if (!TLI)
+    return true;
+
+  for (unsigned i=0, e = UsersToProcess.size(); i!=e; ++i) {
+    // If this is a load or other access, pass the type of the access in.
+    const Type *AccessTy = Type::VoidTy;
+    if (isAddressUse(UsersToProcess[i].Inst,
+                     UsersToProcess[i].OperandValToReplace))
+      AccessTy = getAccessType(UsersToProcess[i].Inst);
+    else if (isa<PHINode>(UsersToProcess[i].Inst))
+      continue;
+
+    TargetLowering::AddrMode AM;
+    if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(UsersToProcess[i].Imm))
+      AM.BaseOffs = SC->getValue()->getSExtValue();
+    AM.BaseOffs = (uint64_t)AM.BaseOffs + (uint64_t)Offset;
+    AM.HasBaseReg = HasBaseReg || !UsersToProcess[i].Base->isZero();
+    AM.Scale = Scale;
+
+    // If load[imm+r*scale] is illegal, bail out.
+    if (!TLI->isLegalAddressingMode(AM, AccessTy))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// RequiresTypeConversion - Returns true if converting Ty1 to Ty2 is not
 /// a nop.
 bool LoopStrengthReduce::RequiresTypeConversion(const Type *Ty1,
                                                 const Type *Ty2) {
   if (Ty1 == Ty2)
     return false;
+  Ty1 = SE->getEffectiveSCEVType(Ty1);
+  Ty2 = SE->getEffectiveSCEVType(Ty2);
+  if (Ty1 == Ty2)
+    return false;
+  if (Ty1->canLosslesslyBitCastTo(Ty2))
+    return false;
   if (TLI && TLI->isTruncateFree(Ty1, Ty2))
     return false;
-  return (!Ty1->canLosslesslyBitCastTo(Ty2) &&
-          !(isa<PointerType>(Ty2) &&
-            Ty1->canLosslesslyBitCastTo(UIntPtrTy)) &&
-          !(isa<PointerType>(Ty1) &&
-            Ty2->canLosslesslyBitCastTo(UIntPtrTy)));
+  return true;
 }
 
 /// CheckForIVReuse - Returns the multiple if the stride is the multiple
@@ -1168,23 +977,32 @@ bool LoopStrengthReduce::RequiresTypeConversion(const Type *Ty1,
 /// mode scale component and optional base reg. This allows the users of
 /// this stride to be rewritten as prev iv * factor. It returns 0 if no
 /// reuse is possible.  Factors can be negative on same targets, e.g. ARM.
-int64_t LoopStrengthReduce::CheckForIVReuse(bool HasBaseReg,
+///
+/// If all uses are outside the loop, we don't require that all multiplies
+/// be folded into the addressing mode, nor even that the factor be constant; 
+/// a multiply (executed once) outside the loop is better than another IV 
+/// within.  Well, usually.
+const SCEV *LoopStrengthReduce::CheckForIVReuse(bool HasBaseReg,
                                 bool AllUsesAreAddresses,
                                 bool AllUsesAreOutsideLoop,
-                                const SCEVHandle &Stride, 
+                                const SCEV *const &Stride, 
                                 IVExpr &IV, const Type *Ty,
                                 const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
-  if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Stride)) {
+  if (StrideNoReuse.count(Stride))
+    return SE->getIntegerSCEV(0, Stride->getType());
+
+  if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Stride)) {
     int64_t SInt = SC->getValue()->getSExtValue();
-    for (unsigned NewStride = 0, e = StrideOrder.size(); NewStride != e;
-         ++NewStride) {
-      std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride>::iterator SI = 
-                IVsByStride.find(StrideOrder[NewStride]);
-      if (SI == IVsByStride.end()) 
+    for (unsigned NewStride = 0, e = IU->StrideOrder.size();
+         NewStride != e; ++NewStride) {
+      std::map<const SCEV *, IVsOfOneStride>::iterator SI = 
+                IVsByStride.find(IU->StrideOrder[NewStride]);
+      if (SI == IVsByStride.end() || !isa<SCEVConstant>(SI->first) ||
+          StrideNoReuse.count(SI->first))
         continue;
       int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
       if (SI->first != Stride &&
-          (unsigned(abs(SInt)) < SSInt || (SInt % SSInt) != 0))
+          (unsigned(abs64(SInt)) < SSInt || (SInt % SSInt) != 0))
         continue;
       int64_t Scale = SInt / SSInt;
       // Check that this stride is valid for all the types used for loads and
@@ -1194,19 +1012,81 @@ int64_t LoopStrengthReduce::CheckForIVReuse(bool HasBaseReg,
       // multiplications.
       if (Scale == 1 ||
           (AllUsesAreAddresses &&
-           ValidStride(HasBaseReg, Scale, UsersToProcess)))
+           ValidScale(HasBaseReg, Scale, UsersToProcess))) {
+        // Prefer to reuse an IV with a base of zero.
         for (std::vector<IVExpr>::iterator II = SI->second.IVs.begin(),
                IE = SI->second.IVs.end(); II != IE; ++II)
-          // FIXME: Only handle base == 0 for now.
-          // Only reuse previous IV if it would not require a type conversion.
+          // Only reuse previous IV if it would not require a type conversion
+          // and if the base difference can be folded.
           if (II->Base->isZero() &&
               !RequiresTypeConversion(II->Base->getType(), Ty)) {
             IV = *II;
-            return Scale;
+            return SE->getIntegerSCEV(Scale, Stride->getType());
           }
+        // Otherwise, settle for an IV with a foldable base.
+        if (AllUsesAreAddresses)
+          for (std::vector<IVExpr>::iterator II = SI->second.IVs.begin(),
+                 IE = SI->second.IVs.end(); II != IE; ++II)
+            // Only reuse previous IV if it would not require a type conversion
+            // and if the base difference can be folded.
+            if (SE->getEffectiveSCEVType(II->Base->getType()) ==
+                SE->getEffectiveSCEVType(Ty) &&
+                isa<SCEVConstant>(II->Base)) {
+              int64_t Base =
+                cast<SCEVConstant>(II->Base)->getValue()->getSExtValue();
+              if (Base > INT32_MIN && Base <= INT32_MAX &&
+                  ValidOffset(HasBaseReg, -Base * Scale,
+                              Scale, UsersToProcess)) {
+                IV = *II;
+                return SE->getIntegerSCEV(Scale, Stride->getType());
+              }
+            }
+      }
+    }
+  } else if (AllUsesAreOutsideLoop) {
+    // Accept nonconstant strides here; it is really really right to substitute
+    // an existing IV if we can.
+    for (unsigned NewStride = 0, e = IU->StrideOrder.size();
+         NewStride != e; ++NewStride) {
+      std::map<const SCEV *, IVsOfOneStride>::iterator SI = 
+                IVsByStride.find(IU->StrideOrder[NewStride]);
+      if (SI == IVsByStride.end() || !isa<SCEVConstant>(SI->first))
+        continue;
+      int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
+      if (SI->first != Stride && SSInt != 1)
+        continue;
+      for (std::vector<IVExpr>::iterator II = SI->second.IVs.begin(),
+             IE = SI->second.IVs.end(); II != IE; ++II)
+        // Accept nonzero base here.
+        // Only reuse previous IV if it would not require a type conversion.
+        if (!RequiresTypeConversion(II->Base->getType(), Ty)) {
+          IV = *II;
+          return Stride;
+        }
+    }
+    // Special case, old IV is -1*x and this one is x.  Can treat this one as
+    // -1*old.
+    for (unsigned NewStride = 0, e = IU->StrideOrder.size();
+         NewStride != e; ++NewStride) {
+      std::map<const SCEV *, IVsOfOneStride>::iterator SI = 
+                IVsByStride.find(IU->StrideOrder[NewStride]);
+      if (SI == IVsByStride.end()) 
+        continue;
+      if (const SCEVMulExpr *ME = dyn_cast<SCEVMulExpr>(SI->first))
+        if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(ME->getOperand(0)))
+          if (Stride == ME->getOperand(1) &&
+              SC->getValue()->getSExtValue() == -1LL)
+            for (std::vector<IVExpr>::iterator II = SI->second.IVs.begin(),
+                   IE = SI->second.IVs.end(); II != IE; ++II)
+              // Accept nonzero base here.
+              // Only reuse previous IV if it would not require type conversion.
+              if (!RequiresTypeConversion(II->Base->getType(), Ty)) {
+                IV = *II;
+                return SE->getIntegerSCEV(-1LL, Stride->getType());
+              }
     }
   }
-  return 0;
+  return SE->getIntegerSCEV(0, Stride->getType());
 }
 
 /// PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue - Simple boolean predicate that
@@ -1217,38 +1097,43 @@ static bool PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue(const BasedUser &Val) {
 
 /// isNonConstantNegative - Return true if the specified scev is negated, but
 /// not a constant.
-static bool isNonConstantNegative(const SCEVHandle &Expr) {
-  SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Expr);
+static bool isNonConstantNegative(const SCEV *const &Expr) {
+  const SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Expr);
   if (!Mul) return false;
   
   // If there is a constant factor, it will be first.
-  SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0));
+  const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0));
   if (!SC) return false;
   
   // Return true if the value is negative, this matches things like (-42 * V).
   return SC->getValue()->getValue().isNegative();
 }
 
-// CollectIVUsers - Transform our list of users and offsets to a bit more
-// complex table. In this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base', the base
-// of the strided accesses, as well as the old information from Uses. We
-// progressively move information from the Base field to the Imm field, until
-// we eventually have the full access expression to rewrite the use.
-SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
+/// CollectIVUsers - Transform our list of users and offsets to a bit more
+/// complex table. In this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base', the base
+/// of the strided accesses, as well as the old information from Uses. We
+/// progressively move information from the Base field to the Imm field, until
+/// we eventually have the full access expression to rewrite the use.
+const SCEV *LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEV *const &Stride,
                                               IVUsersOfOneStride &Uses,
                                               Loop *L,
                                               bool &AllUsesAreAddresses,
                                               bool &AllUsesAreOutsideLoop,
                                        std::vector<BasedUser> &UsersToProcess) {
+  // FIXME: Generalize to non-affine IV's.
+  if (!Stride->isLoopInvariant(L))
+    return SE->getIntegerSCEV(0, Stride->getType());
+
   UsersToProcess.reserve(Uses.Users.size());
-  for (unsigned i = 0, e = Uses.Users.size(); i != e; ++i) {
-    UsersToProcess.push_back(BasedUser(Uses.Users[i], SE));
-    
+  for (ilist<IVStrideUse>::iterator I = Uses.Users.begin(),
+       E = Uses.Users.end(); I != E; ++I) {
+    UsersToProcess.push_back(BasedUser(*I, SE));
+
     // Move any loop variant operands from the offset field to the immediate
     // field of the use, so that we don't try to use something before it is
     // computed.
     MoveLoopVariantsToImmediateField(UsersToProcess.back().Base,
-                                    UsersToProcess.back().Imm, L, SE);
+                                     UsersToProcess.back().Imm, L, SE);
     assert(UsersToProcess.back().Base->isLoopInvariant(L) &&
            "Base value is not loop invariant!");
   }
@@ -1260,7 +1145,7 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
   // for the strides (e.g. if we have "A+C+B" and "A+B+D" as our bases, find
   // "A+B"), emit it to the preheader, then remove the expression from the
   // UsersToProcess base values.
-  SCEVHandle CommonExprs =
+  const SCEV *CommonExprs =
     RemoveCommonExpressionsFromUseBases(UsersToProcess, SE, L, TLI);
 
   // Next, figure out what we can represent in the immediate fields of
@@ -1268,6 +1153,7 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
   // fields of the BasedUsers.  We do this so that it increases the commonality
   // of the remaining uses.
   unsigned NumPHI = 0;
+  bool HasAddress = false;
   for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
     // If the user is not in the current loop, this means it is using the exit
     // value of the IV.  Do not put anything in the base, make sure it's all in
@@ -1278,6 +1164,8 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
       UsersToProcess[i].Base = 
         SE->getIntegerSCEV(0, UsersToProcess[i].Base->getType());
     } else {
+      // Not all uses are outside the loop.
+      AllUsesAreOutsideLoop = false; 
 
       // Addressing modes can be folded into loads and stores.  Be careful that
       // the store is through the expression, not of the expression though.
@@ -1289,8 +1177,8 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
         ++NumPHI;
       }
 
-      // Not all uses are outside the loop.
-      AllUsesAreOutsideLoop = false; 
+      if (isAddress)
+        HasAddress = true;
      
       // If this use isn't an address, then not all uses are addresses.
       if (!isAddress && !isPHI)
@@ -1301,22 +1189,310 @@ SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
     }
   }
 
-  // If one of the use if a PHI node and all other uses are addresses, still
+  // If one of the use is a PHI node and all other uses are addresses, still
   // allow iv reuse. Essentially we are trading one constant multiplication
   // for one fewer iv.
   if (NumPHI > 1)
     AllUsesAreAddresses = false;
+    
+  // There are no in-loop address uses.
+  if (AllUsesAreAddresses && (!HasAddress && !AllUsesAreOutsideLoop))
+    AllUsesAreAddresses = false;
 
   return CommonExprs;
 }
 
+/// ShouldUseFullStrengthReductionMode - Test whether full strength-reduction
+/// is valid and profitable for the given set of users of a stride. In
+/// full strength-reduction mode, all addresses at the current stride are
+/// strength-reduced all the way down to pointer arithmetic.
+///
+bool LoopStrengthReduce::ShouldUseFullStrengthReductionMode(
+                                   const std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                   const Loop *L,
+                                   bool AllUsesAreAddresses,
+                                   const SCEV *Stride) {
+  if (!EnableFullLSRMode)
+    return false;
+
+  // The heuristics below aim to avoid increasing register pressure, but
+  // fully strength-reducing all the addresses increases the number of
+  // add instructions, so don't do this when optimizing for size.
+  // TODO: If the loop is large, the savings due to simpler addresses
+  // may oughtweight the costs of the extra increment instructions.
+  if (L->getHeader()->getParent()->hasFnAttr(Attribute::OptimizeForSize))
+    return false;
+
+  // TODO: For now, don't do full strength reduction if there could
+  // potentially be greater-stride multiples of the current stride
+  // which could reuse the current stride IV.
+  if (IU->StrideOrder.back() != Stride)
+    return false;
+
+  // Iterate through the uses to find conditions that automatically rule out
+  // full-lsr mode.
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ) {
+    const SCEV *Base = UsersToProcess[i].Base;
+    const SCEV *Imm = UsersToProcess[i].Imm;
+    // If any users have a loop-variant component, they can't be fully
+    // strength-reduced.
+    if (Imm && !Imm->isLoopInvariant(L))
+      return false;
+    // If there are to users with the same base and the difference between
+    // the two Imm values can't be folded into the address, full
+    // strength reduction would increase register pressure.
+    do {
+      const SCEV *CurImm = UsersToProcess[i].Imm;
+      if ((CurImm || Imm) && CurImm != Imm) {
+        if (!CurImm) CurImm = SE->getIntegerSCEV(0, Stride->getType());
+        if (!Imm)       Imm = SE->getIntegerSCEV(0, Stride->getType());
+        const Instruction *Inst = UsersToProcess[i].Inst;
+        const Type *AccessTy = getAccessType(Inst);
+        const SCEV *Diff = SE->getMinusSCEV(UsersToProcess[i].Imm, Imm);
+        if (!Diff->isZero() &&
+            (!AllUsesAreAddresses ||
+             !fitsInAddressMode(Diff, AccessTy, TLI, /*HasBaseReg=*/true)))
+          return false;
+      }
+    } while (++i != e && Base == UsersToProcess[i].Base);
+  }
+
+  // If there's exactly one user in this stride, fully strength-reducing it
+  // won't increase register pressure. If it's starting from a non-zero base,
+  // it'll be simpler this way.
+  if (UsersToProcess.size() == 1 && !UsersToProcess[0].Base->isZero())
+    return true;
+
+  // Otherwise, if there are any users in this stride that don't require
+  // a register for their base, full strength-reduction will increase
+  // register pressure.
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i)
+    if (UsersToProcess[i].Base->isZero())
+      return false;
+
+  // Otherwise, go for it.
+  return true;
+}
+
+/// InsertAffinePhi Create and insert a PHI node for an induction variable
+/// with the specified start and step values in the specified loop.
+///
+/// If NegateStride is true, the stride should be negated by using a
+/// subtract instead of an add.
+///
+/// Return the created phi node.
+///
+static PHINode *InsertAffinePhi(const SCEV *Start, const SCEV *Step,
+                                Instruction *IVIncInsertPt,
+                                const Loop *L,
+                                SCEVExpander &Rewriter) {
+  assert(Start->isLoopInvariant(L) && "New PHI start is not loop invariant!");
+  assert(Step->isLoopInvariant(L) && "New PHI stride is not loop invariant!");
+
+  BasicBlock *Header = L->getHeader();
+  BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
+  const Type *Ty = Start->getType();
+  Ty = Rewriter.SE.getEffectiveSCEVType(Ty);
+
+  PHINode *PN = PHINode::Create(Ty, "lsr.iv", Header->begin());
+  PN->addIncoming(Rewriter.expandCodeFor(Start, Ty, Preheader->getTerminator()),
+                  Preheader);
+
+  // If the stride is negative, insert a sub instead of an add for the
+  // increment.
+  bool isNegative = isNonConstantNegative(Step);
+  const SCEV *IncAmount = Step;
+  if (isNegative)
+    IncAmount = Rewriter.SE.getNegativeSCEV(Step);
+
+  // Insert an add instruction right before the terminator corresponding
+  // to the back-edge or just before the only use. The location is determined
+  // by the caller and passed in as IVIncInsertPt.
+  Value *StepV = Rewriter.expandCodeFor(IncAmount, Ty,
+                                        Preheader->getTerminator());
+  Instruction *IncV;
+  if (isNegative) {
+    IncV = BinaryOperator::CreateSub(PN, StepV, "lsr.iv.next",
+                                     IVIncInsertPt);
+  } else {
+    IncV = BinaryOperator::CreateAdd(PN, StepV, "lsr.iv.next",
+                                     IVIncInsertPt);
+  }
+  if (!isa<ConstantInt>(StepV)) ++NumVariable;
+
+  PN->addIncoming(IncV, LatchBlock);
+
+  ++NumInserted;
+  return PN;
+}
+
+static void SortUsersToProcess(std::vector<BasedUser> &UsersToProcess) {
+  // We want to emit code for users inside the loop first.  To do this, we
+  // rearrange BasedUser so that the entries at the end have
+  // isUseOfPostIncrementedValue = false, because we pop off the end of the
+  // vector (so we handle them first).
+  std::partition(UsersToProcess.begin(), UsersToProcess.end(),
+                 PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue);
+
+  // Sort this by base, so that things with the same base are handled
+  // together.  By partitioning first and stable-sorting later, we are
+  // guaranteed that within each base we will pop off users from within the
+  // loop before users outside of the loop with a particular base.
+  //
+  // We would like to use stable_sort here, but we can't.  The problem is that
+  // const SCEV *'s don't have a deterministic ordering w.r.t to each other, so
+  // we don't have anything to do a '<' comparison on.  Because we think the
+  // number of uses is small, do a horrible bubble sort which just relies on
+  // ==.
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
+    // Get a base value.
+    const SCEV *Base = UsersToProcess[i].Base;
+
+    // Compact everything with this base to be consecutive with this one.
+    for (unsigned j = i+1; j != e; ++j) {
+      if (UsersToProcess[j].Base == Base) {
+        std::swap(UsersToProcess[i+1], UsersToProcess[j]);
+        ++i;
+      }
+    }
+  }
+}
+
+/// PrepareToStrengthReduceFully - Prepare to fully strength-reduce
+/// UsersToProcess, meaning lowering addresses all the way down to direct
+/// pointer arithmetic.
+///
+void
+LoopStrengthReduce::PrepareToStrengthReduceFully(
+                                        std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                        const SCEV *Stride,
+                                        const SCEV *CommonExprs,
+                                        const Loop *L,
+                                        SCEVExpander &PreheaderRewriter) {
+  DOUT << "  Fully reducing all users\n";
+
+  // Rewrite the UsersToProcess records, creating a separate PHI for each
+  // unique Base value.
+  Instruction *IVIncInsertPt = L->getLoopLatch()->getTerminator();
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ) {
+    // TODO: The uses are grouped by base, but not sorted. We arbitrarily
+    // pick the first Imm value here to start with, and adjust it for the
+    // other uses.
+    const SCEV *Imm = UsersToProcess[i].Imm;
+    const SCEV *Base = UsersToProcess[i].Base;
+    const SCEV *Start = SE->getAddExpr(CommonExprs, Base, Imm);
+    PHINode *Phi = InsertAffinePhi(Start, Stride, IVIncInsertPt, L,
+                                   PreheaderRewriter);
+    // Loop over all the users with the same base.
+    do {
+      UsersToProcess[i].Base = SE->getIntegerSCEV(0, Stride->getType());
+      UsersToProcess[i].Imm = SE->getMinusSCEV(UsersToProcess[i].Imm, Imm);
+      UsersToProcess[i].Phi = Phi;
+      assert(UsersToProcess[i].Imm->isLoopInvariant(L) &&
+             "ShouldUseFullStrengthReductionMode should reject this!");
+    } while (++i != e && Base == UsersToProcess[i].Base);
+  }
+}
+
+/// FindIVIncInsertPt - Return the location to insert the increment instruction.
+/// If the only use if a use of postinc value, (must be the loop termination
+/// condition), then insert it just before the use.
+static Instruction *FindIVIncInsertPt(std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                      const Loop *L) {
+  if (UsersToProcess.size() == 1 &&
+      UsersToProcess[0].isUseOfPostIncrementedValue &&
+      L->contains(UsersToProcess[0].Inst->getParent()))
+    return UsersToProcess[0].Inst;
+  return L->getLoopLatch()->getTerminator();
+}
+
+/// PrepareToStrengthReduceWithNewPhi - Insert a new induction variable for the
+/// given users to share.
+///
+void
+LoopStrengthReduce::PrepareToStrengthReduceWithNewPhi(
+                                         std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                         const SCEV *Stride,
+                                         const SCEV *CommonExprs,
+                                         Value *CommonBaseV,
+                                         Instruction *IVIncInsertPt,
+                                         const Loop *L,
+                                         SCEVExpander &PreheaderRewriter) {
+  DOUT << "  Inserting new PHI:\n";
+
+  PHINode *Phi = InsertAffinePhi(SE->getUnknown(CommonBaseV),
+                                 Stride, IVIncInsertPt, L,
+                                 PreheaderRewriter);
+
+  // Remember this in case a later stride is multiple of this.
+  IVsByStride[Stride].addIV(Stride, CommonExprs, Phi);
+
+  // All the users will share this new IV.
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i)
+    UsersToProcess[i].Phi = Phi;
+
+  DOUT << "    IV=";
+  DEBUG(WriteAsOperand(*DOUT, Phi, /*PrintType=*/false));
+  DOUT << "\n";
+}
+
+/// PrepareToStrengthReduceFromSmallerStride - Prepare for the given users to
+/// reuse an induction variable with a stride that is a factor of the current
+/// induction variable.
+///
+void
+LoopStrengthReduce::PrepareToStrengthReduceFromSmallerStride(
+                                         std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                         Value *CommonBaseV,
+                                         const IVExpr &ReuseIV,
+                                         Instruction *PreInsertPt) {
+  DOUT << "  Rewriting in terms of existing IV of STRIDE " << *ReuseIV.Stride
+       << " and BASE " << *ReuseIV.Base << "\n";
+
+  // All the users will share the reused IV.
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i)
+    UsersToProcess[i].Phi = ReuseIV.PHI;
+
+  Constant *C = dyn_cast<Constant>(CommonBaseV);
+  if (C &&
+      (!C->isNullValue() &&
+       !fitsInAddressMode(SE->getUnknown(CommonBaseV), CommonBaseV->getType(),
+                         TLI, false)))
+    // We want the common base emitted into the preheader! This is just
+    // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
+    CommonBaseV = new BitCastInst(CommonBaseV, CommonBaseV->getType(),
+                                  "commonbase", PreInsertPt);
+}
+
+static bool IsImmFoldedIntoAddrMode(GlobalValue *GV, int64_t Offset,
+                                    const Type *AccessTy,
+                                   std::vector<BasedUser> &UsersToProcess,
+                                   const TargetLowering *TLI) {
+  SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
+  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
+    if (UsersToProcess[i].isUseOfPostIncrementedValue)
+      continue;
+    ExtAddrMode AddrMode =
+      AddressingModeMatcher::Match(UsersToProcess[i].OperandValToReplace,
+                                   AccessTy, UsersToProcess[i].Inst,
+                                   AddrModeInsts, *TLI);
+    if (GV && GV != AddrMode.BaseGV)
+      return false;
+    if (Offset && !AddrMode.BaseOffs)
+      // FIXME: How to accurate check it's immediate offset is folded.
+      return false;
+    AddrModeInsts.clear();
+  }
+  return true;
+}
+
 /// StrengthReduceStridedIVUsers - Strength reduce all of the users of a single
 /// stride of IV.  All of the users may have different starting values, and this
-/// may not be the only stride (we know it is if isOnlyStride is true).
-void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
+/// may not be the only stride.
+void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEV *const &Stride,
                                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
-                                                      Loop *L,
-                                                      bool isOnlyStride) {
+                                                      Loop *L) {
   // If all the users are moved to another stride, then there is nothing to do.
   if (Uses.Users.empty())
     return;
@@ -1337,156 +1513,132 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
   // move information from the Base field to the Imm field, until we eventually
   // have the full access expression to rewrite the use.
   std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
-  SCEVHandle CommonExprs = CollectIVUsers(Stride, Uses, L, AllUsesAreAddresses,
+  const SCEV *CommonExprs = CollectIVUsers(Stride, Uses, L, AllUsesAreAddresses,
                                           AllUsesAreOutsideLoop,
                                           UsersToProcess);
 
+  // Sort the UsersToProcess array so that users with common bases are
+  // next to each other.
+  SortUsersToProcess(UsersToProcess);
+
   // If we managed to find some expressions in common, we'll need to carry
   // their value in a register and add it in for each use. This will take up
   // a register operand, which potentially restricts what stride values are
   // valid.
   bool HaveCommonExprs = !CommonExprs->isZero();
-  
-  // If all uses are addresses, check if it is possible to reuse an IV with a
-  // stride that is a factor of this stride. And that the multiple is a number
-  // that can be encoded in the scale field of the target addressing mode. And
-  // that we will have a valid instruction after this substition, including the
-  // immediate field, if any.
-  PHINode *NewPHI = NULL;
-  Value   *IncV   = NULL;
-  IVExpr   ReuseIV(SE->getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty),
-                   SE->getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty),
-                   0, 0);
-  int64_t RewriteFactor = 0;
-  RewriteFactor = CheckForIVReuse(HaveCommonExprs, AllUsesAreAddresses,
-                                  AllUsesAreOutsideLoop,
-                                  Stride, ReuseIV, CommonExprs->getType(),
-                                  UsersToProcess);
-  if (RewriteFactor != 0) {
-    DOUT << "BASED ON IV of STRIDE " << *ReuseIV.Stride
-         << " and BASE " << *ReuseIV.Base << " :\n";
-    NewPHI = ReuseIV.PHI;
-    IncV   = ReuseIV.IncV;
+  const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
+
+  // If all uses are addresses, consider sinking the immediate part of the
+  // common expression back into uses if they can fit in the immediate fields.
+  if (TLI && HaveCommonExprs && AllUsesAreAddresses) {
+    const SCEV *NewCommon = CommonExprs;
+    const SCEV *Imm = SE->getIntegerSCEV(0, ReplacedTy);
+    MoveImmediateValues(TLI, Type::VoidTy, NewCommon, Imm, true, L, SE);
+    if (!Imm->isZero()) {
+      bool DoSink = true;
+
+      // If the immediate part of the common expression is a GV, check if it's
+      // possible to fold it into the target addressing mode.
+      GlobalValue *GV = 0;
+      if (const SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(Imm))
+        GV = dyn_cast<GlobalValue>(SU->getValue());
+      int64_t Offset = 0;
+      if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Imm))
+        Offset = SC->getValue()->getSExtValue();
+      if (GV || Offset)
+        // Pass VoidTy as the AccessTy to be conservative, because
+        // there could be multiple access types among all the uses.
+        DoSink = IsImmFoldedIntoAddrMode(GV, Offset, Type::VoidTy,
+                                         UsersToProcess, TLI);
+
+      if (DoSink) {
+        DOUT << "  Sinking " << *Imm << " back down into uses\n";
+        for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i)
+          UsersToProcess[i].Imm = SE->getAddExpr(UsersToProcess[i].Imm, Imm);
+        CommonExprs = NewCommon;
+        HaveCommonExprs = !CommonExprs->isZero();
+        ++NumImmSunk;
+      }
+    }
   }
 
-  const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
-  
   // Now that we know what we need to do, insert the PHI node itself.
   //
-  DOUT << "INSERTING IV of TYPE " << *ReplacedTy << " of STRIDE "
-       << *Stride << " and BASE " << *CommonExprs << ": ";
+  DOUT << "LSR: Examining IVs of TYPE " << *ReplacedTy << " of STRIDE "
+       << *Stride << ":\n"
+       << "  Common base: " << *CommonExprs << "\n";
+
+  SCEVExpander Rewriter(*SE);
+  SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE);
 
-  SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
-  SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE, *LI);
-  
   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
   Instruction *PreInsertPt = Preheader->getTerminator();
-  Instruction *PhiInsertBefore = L->getHeader()->begin();
-  
   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
+  Instruction *IVIncInsertPt = LatchBlock->getTerminator();
 
+  LLVMContext &Context = Preheader->getContext();
 
-  // Emit the initial base value into the loop preheader.
-  Value *CommonBaseV
-    = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt);
-
-  if (RewriteFactor == 0) {
-    // Create a new Phi for this base, and stick it in the loop header.
-    NewPHI = PHINode::Create(ReplacedTy, "iv.", PhiInsertBefore);
-    ++NumInserted;
-  
-    // Add common base to the new Phi node.
-    NewPHI->addIncoming(CommonBaseV, Preheader);
-
-    // If the stride is negative, insert a sub instead of an add for the
-    // increment.
-    bool isNegative = isNonConstantNegative(Stride);
-    SCEVHandle IncAmount = Stride;
-    if (isNegative)
-      IncAmount = SE->getNegativeSCEV(Stride);
-    
-    // Insert the stride into the preheader.
-    Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(IncAmount, PreInsertPt);
-    if (!isa<ConstantInt>(StrideV)) ++NumVariable;
-
-    // Emit the increment of the base value before the terminator of the loop
-    // latch block, and add it to the Phi node.
-    SCEVHandle IncExp = SE->getUnknown(StrideV);
-    if (isNegative)
-      IncExp = SE->getNegativeSCEV(IncExp);
-    IncExp = SE->getAddExpr(SE->getUnknown(NewPHI), IncExp);
-  
-    IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator());
-    IncV->setName(NewPHI->getName()+".inc");
-    NewPHI->addIncoming(IncV, LatchBlock);
+  Value *CommonBaseV = Context.getNullValue(ReplacedTy);
 
-    // Remember this in case a later stride is multiple of this.
-    IVsByStride[Stride].addIV(Stride, CommonExprs, NewPHI, IncV);
-    
-    DOUT << " IV=%" << NewPHI->getNameStr() << " INC=%" << IncV->getNameStr();
+  const SCEV *RewriteFactor = SE->getIntegerSCEV(0, ReplacedTy);
+  IVExpr   ReuseIV(SE->getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty),
+                   SE->getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty),
+                   0);
+
+  /// Choose a strength-reduction strategy and prepare for it by creating
+  /// the necessary PHIs and adjusting the bookkeeping.
+  if (ShouldUseFullStrengthReductionMode(UsersToProcess, L,
+                                         AllUsesAreAddresses, Stride)) {
+    PrepareToStrengthReduceFully(UsersToProcess, Stride, CommonExprs, L,
+                                 PreheaderRewriter);
   } else {
-    Constant *C = dyn_cast<Constant>(CommonBaseV);
-    if (!C ||
-        (!C->isNullValue() &&
-         !fitsInAddressMode(SE->getUnknown(CommonBaseV), ReplacedTy, 
-                           TLI, false)))
-      // We want the common base emitted into the preheader! This is just
-      // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
-      CommonBaseV = new BitCastInst(CommonBaseV, CommonBaseV->getType(), 
-                                    "commonbase", PreInsertPt);
-  }
-  DOUT << "\n";
-
-  // We want to emit code for users inside the loop first.  To do this, we
-  // rearrange BasedUser so that the entries at the end have
-  // isUseOfPostIncrementedValue = false, because we pop off the end of the
-  // vector (so we handle them first).
-  std::partition(UsersToProcess.begin(), UsersToProcess.end(),
-                 PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue);
-  
-  // Sort this by base, so that things with the same base are handled
-  // together.  By partitioning first and stable-sorting later, we are
-  // guaranteed that within each base we will pop off users from within the
-  // loop before users outside of the loop with a particular base.
-  //
-  // We would like to use stable_sort here, but we can't.  The problem is that
-  // SCEVHandle's don't have a deterministic ordering w.r.t to each other, so
-  // we don't have anything to do a '<' comparison on.  Because we think the
-  // number of uses is small, do a horrible bubble sort which just relies on
-  // ==.
-  for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
-    // Get a base value.
-    SCEVHandle Base = UsersToProcess[i].Base;
-    
-    // Compact everything with this base to be consecutive with this one.
-    for (unsigned j = i+1; j != e; ++j) {
-      if (UsersToProcess[j].Base == Base) {
-        std::swap(UsersToProcess[i+1], UsersToProcess[j]);
-        ++i;
-      }
+    // Emit the initial base value into the loop preheader.
+    CommonBaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, ReplacedTy,
+                                                  PreInsertPt);
+
+    // If all uses are addresses, check if it is possible to reuse an IV.  The
+    // new IV must have a stride that is a multiple of the old stride; the
+    // multiple must be a number that can be encoded in the scale field of the
+    // target addressing mode; and we must have a valid instruction after this 
+    // substitution, including the immediate field, if any.
+    RewriteFactor = CheckForIVReuse(HaveCommonExprs, AllUsesAreAddresses,
+                                    AllUsesAreOutsideLoop,
+                                    Stride, ReuseIV, ReplacedTy,
+                                    UsersToProcess);
+    if (!RewriteFactor->isZero())
+      PrepareToStrengthReduceFromSmallerStride(UsersToProcess, CommonBaseV,
+                                               ReuseIV, PreInsertPt);
+    else {
+      IVIncInsertPt = FindIVIncInsertPt(UsersToProcess, L);
+      PrepareToStrengthReduceWithNewPhi(UsersToProcess, Stride, CommonExprs,
+                                        CommonBaseV, IVIncInsertPt,
+                                        L, PreheaderRewriter);
     }
   }
 
-  // Process all the users now.  This outer loop handles all bases, the inner
+  // Process all the users now, replacing their strided uses with
+  // strength-reduced forms.  This outer loop handles all bases, the inner
   // loop handles all users of a particular base.
   while (!UsersToProcess.empty()) {
-    SCEVHandle Base = UsersToProcess.back().Base;
+    const SCEV *Base = UsersToProcess.back().Base;
+    Instruction *Inst = UsersToProcess.back().Inst;
 
     // Emit the code for Base into the preheader.
-    Value *BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt);
-
-    DOUT << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":";
-    if (BaseV->hasName())
-      DOUT << " Result value name = %" << BaseV->getNameStr();
-    DOUT << "\n";
-
-    // If BaseV is a constant other than 0, make sure that it gets inserted into
-    // the preheader, instead of being forward substituted into the uses.  We do
-    // this by forcing a BitCast (noop cast) to be inserted into the preheader 
-    // in this case.
-    if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(BaseV)) {
-      if (!C->isNullValue() && !fitsInAddressMode(Base, ReplacedTy, 
-                                                 TLI, false)) {
+    Value *BaseV = 0;
+    if (!Base->isZero()) {
+      BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, 0, PreInsertPt);
+
+      DOUT << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":";
+      if (BaseV->hasName())
+        DOUT << " Result value name = %" << BaseV->getNameStr();
+      DOUT << "\n";
+
+      // If BaseV is a non-zero constant, make sure that it gets inserted into
+      // the preheader, instead of being forward substituted into the uses.  We
+      // do this by forcing a BitCast (noop cast) to be inserted into the
+      // preheader in this case.
+      if (!fitsInAddressMode(Base, getAccessType(Inst), TLI, false) &&
+          !isa<Instruction>(BaseV)) {
         // We want this constant emitted into the preheader! This is just
         // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
         BaseV = new BitCastInst(BaseV, BaseV->getType(), "preheaderinsert",
@@ -1500,26 +1652,38 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
       // FIXME: Use emitted users to emit other users.
       BasedUser &User = UsersToProcess.back();
 
+      DOUT << "    Examining ";
+      if (User.isUseOfPostIncrementedValue)
+        DOUT << "postinc";
+      else
+        DOUT << "preinc";
+      DOUT << " use ";
+      DEBUG(WriteAsOperand(*DOUT, UsersToProcess.back().OperandValToReplace,
+                           /*PrintType=*/false));
+      DOUT << " in Inst: " << *(User.Inst);
+
       // If this instruction wants to use the post-incremented value, move it
       // after the post-inc and use its value instead of the PHI.
-      Value *RewriteOp = NewPHI;
+      Value *RewriteOp = User.Phi;
       if (User.isUseOfPostIncrementedValue) {
-        RewriteOp = IncV;
-
+        RewriteOp = User.Phi->getIncomingValueForBlock(LatchBlock);
         // If this user is in the loop, make sure it is the last thing in the
-        // loop to ensure it is dominated by the increment.
-        if (L->contains(User.Inst->getParent()))
-          User.Inst->moveBefore(LatchBlock->getTerminator());
-      }
-      if (RewriteOp->getType() != ReplacedTy) {
-        Instruction::CastOps opcode = Instruction::Trunc;
-        if (ReplacedTy->getPrimitiveSizeInBits() ==
-            RewriteOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
-          opcode = Instruction::BitCast;
-        RewriteOp = SCEVExpander::InsertCastOfTo(opcode, RewriteOp, ReplacedTy);
+        // loop to ensure it is dominated by the increment. In case it's the
+        // only use of the iv, the increment instruction is already before the
+        // use.
+        if (L->contains(User.Inst->getParent()) && User.Inst != IVIncInsertPt)
+          User.Inst->moveBefore(IVIncInsertPt);
       }
 
-      SCEVHandle RewriteExpr = SE->getUnknown(RewriteOp);
+      const SCEV *RewriteExpr = SE->getUnknown(RewriteOp);
+
+      if (SE->getEffectiveSCEVType(RewriteOp->getType()) !=
+          SE->getEffectiveSCEVType(ReplacedTy)) {
+        assert(SE->getTypeSizeInBits(RewriteOp->getType()) >
+               SE->getTypeSizeInBits(ReplacedTy) &&
+               "Unexpected widening cast!");
+        RewriteExpr = SE->getTruncateExpr(RewriteExpr, ReplacedTy);
+      }
 
       // If we had to insert new instructions for RewriteOp, we have to
       // consider that they may not have been able to end up immediately
@@ -1529,41 +1693,67 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
       // PHI node, we can use the later point to expand the final
       // RewriteExpr.
       Instruction *NewBasePt = dyn_cast<Instruction>(RewriteOp);
-      if (RewriteOp == NewPHI) NewBasePt = 0;
+      if (RewriteOp == User.Phi) NewBasePt = 0;
 
       // Clear the SCEVExpander's expression map so that we are guaranteed
       // to have the code emitted where we expect it.
       Rewriter.clear();
 
       // If we are reusing the iv, then it must be multiplied by a constant
-      // factor take advantage of addressing mode scale component.
-      if (RewriteFactor != 0) {
-        RewriteExpr = SE->getMulExpr(SE->getIntegerSCEV(RewriteFactor,
-                                                        RewriteExpr->getType()),
+      // factor to take advantage of the addressing mode scale component.
+      if (!RewriteFactor->isZero()) {
+        // If we're reusing an IV with a nonzero base (currently this happens
+        // only when all reuses are outside the loop) subtract that base here.
+        // The base has been used to initialize the PHI node but we don't want
+        // it here.
+        if (!ReuseIV.Base->isZero()) {
+          const SCEV *typedBase = ReuseIV.Base;
+          if (SE->getEffectiveSCEVType(RewriteExpr->getType()) !=
+              SE->getEffectiveSCEVType(ReuseIV.Base->getType())) {
+            // It's possible the original IV is a larger type than the new IV,
+            // in which case we have to truncate the Base.  We checked in
+            // RequiresTypeConversion that this is valid.
+            assert(SE->getTypeSizeInBits(RewriteExpr->getType()) <
+                   SE->getTypeSizeInBits(ReuseIV.Base->getType()) &&
+                   "Unexpected lengthening conversion!");
+            typedBase = SE->getTruncateExpr(ReuseIV.Base, 
+                                            RewriteExpr->getType());
+          }
+          RewriteExpr = SE->getMinusSCEV(RewriteExpr, typedBase);
+        }
+
+        // Multiply old variable, with base removed, by new scale factor.
+        RewriteExpr = SE->getMulExpr(RewriteFactor,
                                      RewriteExpr);
 
         // The common base is emitted in the loop preheader. But since we
         // are reusing an IV, it has not been used to initialize the PHI node.
         // Add it to the expression used to rewrite the uses.
-        if (!isa<ConstantInt>(CommonBaseV) ||
-            !cast<ConstantInt>(CommonBaseV)->isZero())
-          RewriteExpr = SE->getAddExpr(RewriteExpr,
+        // When this use is outside the loop, we earlier subtracted the
+        // common base, and are adding it back here.  Use the same expression
+        // as before, rather than CommonBaseV, so DAGCombiner will zap it.
+        if (!CommonExprs->isZero()) {
+          if (L->contains(User.Inst->getParent()))
+            RewriteExpr = SE->getAddExpr(RewriteExpr,
                                        SE->getUnknown(CommonBaseV));
+          else
+            RewriteExpr = SE->getAddExpr(RewriteExpr, CommonExprs);
+        }
       }
 
       // Now that we know what we need to do, insert code before User for the
       // immediate and any loop-variant expressions.
-      if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isZero())
+      if (BaseV)
         // Add BaseV to the PHI value if needed.
         RewriteExpr = SE->getAddExpr(RewriteExpr, SE->getUnknown(BaseV));
 
       User.RewriteInstructionToUseNewBase(RewriteExpr, NewBasePt,
-                                          Rewriter, L, this,
+                                          Rewriter, L, this, *LI,
                                           DeadInsts);
 
       // Mark old value we replaced as possibly dead, so that it is eliminated
       // if we just replaced the last use of that value.
-      DeadInsts.push_back(cast<Instruction>(User.OperandValToReplace));
+      DeadInsts.push_back(User.OperandValToReplace);
 
       UsersToProcess.pop_back();
       ++NumReduced;
@@ -1582,20 +1772,20 @@ void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
 /// set the IV user and stride information and return true, otherwise return
 /// false.
 bool LoopStrengthReduce::FindIVUserForCond(ICmpInst *Cond, IVStrideUse *&CondUse,
-                                       const SCEVHandle *&CondStride) {
-  for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e && !CondUse;
-       ++Stride) {
-    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
-    IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
-    assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
-    
-    for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
-         E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI)
-      if (UI->User == Cond) {
+                                       const SCEV *const * &CondStride) {
+  for (unsigned Stride = 0, e = IU->StrideOrder.size();
+       Stride != e && !CondUse; ++Stride) {
+    std::map<const SCEV *, IVUsersOfOneStride *>::iterator SI =
+      IU->IVUsesByStride.find(IU->StrideOrder[Stride]);
+    assert(SI != IU->IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
+
+    for (ilist<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second->Users.begin(),
+         E = SI->second->Users.end(); UI != E; ++UI)
+      if (UI->getUser() == Cond) {
         // NOTE: we could handle setcc instructions with multiple uses here, but
         // InstCombine does it as well for simple uses, it's not clear that it
         // occurs enough in real life to handle.
-        CondUse = &*UI;
+        CondUse = UI;
         CondStride = &SI->first;
         return true;
       }
@@ -1609,20 +1799,31 @@ namespace {
   // e.g.
   // 4, -1, X, 1, 2 ==> 1, -1, 2, 4, X
   struct StrideCompare {
-    bool operator()(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
-      SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS);
-      SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS);
+    const ScalarEvolution *SE;
+    explicit StrideCompare(const ScalarEvolution *se) : SE(se) {}
+
+    bool operator()(const SCEV *const &LHS, const SCEV *const &RHS) {
+      const SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS);
+      const SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS);
       if (LHSC && RHSC) {
         int64_t  LV = LHSC->getValue()->getSExtValue();
         int64_t  RV = RHSC->getValue()->getSExtValue();
         uint64_t ALV = (LV < 0) ? -LV : LV;
         uint64_t ARV = (RV < 0) ? -RV : RV;
-        if (ALV == ARV)
-          return LV > RV;
-        else
+        if (ALV == ARV) {
+          if (LV != RV)
+            return LV > RV;
+        } else {
           return ALV < ARV;
+        }
+
+        // If it's the same value but different type, sort by bit width so
+        // that we emit larger induction variables before smaller
+        // ones, letting the smaller be re-written in terms of larger ones.
+        return SE->getTypeSizeInBits(RHS->getType()) <
+               SE->getTypeSizeInBits(LHS->getType());
       }
-      return (LHSC && !RHSC);
+      return LHSC && !RHSC;
     }
   };
 }
@@ -1644,124 +1845,163 @@ namespace {
 /// if (v1 < 30) goto loop
 ICmpInst *LoopStrengthReduce::ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
                                                 IVStrideUse* &CondUse,
-                                                const SCEVHandle* &CondStride) {
-  if (StrideOrder.size() < 2 ||
-      IVUsesByStride[*CondStride].Users.size() != 1)
+                                              const SCEV *const* &CondStride) {
+  // If there's only one stride in the loop, there's nothing to do here.
+  if (IU->StrideOrder.size() < 2)
+    return Cond;
+  // If there are other users of the condition's stride, don't bother
+  // trying to change the condition because the stride will still
+  // remain.
+  std::map<const SCEV *, IVUsersOfOneStride *>::iterator I =
+    IU->IVUsesByStride.find(*CondStride);
+  if (I == IU->IVUsesByStride.end() ||
+      I->second->Users.size() != 1)
     return Cond;
+  // Only handle constant strides for now.
   const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(*CondStride);
   if (!SC) return Cond;
-  ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Cond->getOperand(1));
-  if (!C) return Cond;
+
+  LLVMContext &Context = Cond->getContext();
 
   ICmpInst::Predicate Predicate = Cond->getPredicate();
   int64_t CmpSSInt = SC->getValue()->getSExtValue();
-  int64_t CmpVal = C->getValue().getSExtValue();
-  unsigned BitWidth = C->getValue().getBitWidth();
+  unsigned BitWidth = SE->getTypeSizeInBits((*CondStride)->getType());
   uint64_t SignBit = 1ULL << (BitWidth-1);
-  const Type *CmpTy = C->getType();
+  const Type *CmpTy = Cond->getOperand(0)->getType();
   const Type *NewCmpTy = NULL;
-  unsigned TyBits = CmpTy->getPrimitiveSizeInBits();
+  unsigned TyBits = SE->getTypeSizeInBits(CmpTy);
   unsigned NewTyBits = 0;
-  int64_t NewCmpVal = CmpVal;
-  SCEVHandle *NewStride = NULL;
-  Value *NewIncV = NULL;
+  const SCEV **NewStride = NULL;
+  Value *NewCmpLHS = NULL;
+  Value *NewCmpRHS = NULL;
   int64_t Scale = 1;
+  const SCEV *NewOffset = SE->getIntegerSCEV(0, CmpTy);
 
-  // Check stride constant and the comparision constant signs to detect
-  // overflow.
-  if ((CmpVal & SignBit) != (CmpSSInt & SignBit))
-    return Cond;
+  if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Cond->getOperand(1))) {
+    int64_t CmpVal = C->getValue().getSExtValue();
 
-  // Look for a suitable stride / iv as replacement.
-  std::stable_sort(StrideOrder.begin(), StrideOrder.end(), StrideCompare());
-  for (unsigned i = 0, e = StrideOrder.size(); i != e; ++i) {
-    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
-      IVUsesByStride.find(StrideOrder[i]);
-    if (!isa<SCEVConstant>(SI->first))
-      continue;
-    int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
-    if (abs(SSInt) <= abs(CmpSSInt) || (SSInt % CmpSSInt) != 0)
-      continue;
+    // Check stride constant and the comparision constant signs to detect
+    // overflow.
+    if ((CmpVal & SignBit) != (CmpSSInt & SignBit))
+      return Cond;
 
-    Scale = SSInt / CmpSSInt;
-    NewCmpVal = CmpVal * Scale;
-    APInt Mul = APInt(BitWidth, NewCmpVal);
-    // Check for overflow.
-    if (Mul.getSExtValue() != NewCmpVal) {
-      NewCmpVal = CmpVal;
-      continue;
-    }
+    // Look for a suitable stride / iv as replacement.
+    for (unsigned i = 0, e = IU->StrideOrder.size(); i != e; ++i) {
+      std::map<const SCEV *, IVUsersOfOneStride *>::iterator SI =
+        IU->IVUsesByStride.find(IU->StrideOrder[i]);
+      if (!isa<SCEVConstant>(SI->first))
+        continue;
+      int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
+      if (SSInt == CmpSSInt ||
+          abs64(SSInt) < abs64(CmpSSInt) ||
+          (SSInt % CmpSSInt) != 0)
+        continue;
 
-    // Watch out for overflow.
-    if (ICmpInst::isSignedPredicate(Predicate) &&
-        (CmpVal & SignBit) != (NewCmpVal & SignBit))
-      NewCmpVal = CmpVal;
+      Scale = SSInt / CmpSSInt;
+      int64_t NewCmpVal = CmpVal * Scale;
+      APInt Mul = APInt(BitWidth*2, CmpVal, true);
+      Mul = Mul * APInt(BitWidth*2, Scale, true);
+      // Check for overflow.
+      if (!Mul.isSignedIntN(BitWidth))
+        continue;
+      // Check for overflow in the stride's type too.
+      if (!Mul.isSignedIntN(SE->getTypeSizeInBits(SI->first->getType())))
+        continue;
 
-    if (NewCmpVal != CmpVal) {
+      // Watch out for overflow.
+      if (ICmpInst::isSignedPredicate(Predicate) &&
+          (CmpVal & SignBit) != (NewCmpVal & SignBit))
+        continue;
+
+      if (NewCmpVal == CmpVal)
+        continue;
       // Pick the best iv to use trying to avoid a cast.
-      NewIncV = NULL;
-      for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
-             E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI) {
-        NewIncV = UI->OperandValToReplace;
-        if (NewIncV->getType() == CmpTy)
+      NewCmpLHS = NULL;
+      for (ilist<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second->Users.begin(),
+             E = SI->second->Users.end(); UI != E; ++UI) {
+        Value *Op = UI->getOperandValToReplace();
+
+        // If the IVStrideUse implies a cast, check for an actual cast which
+        // can be used to find the original IV expression.
+        if (SE->getEffectiveSCEVType(Op->getType()) !=
+            SE->getEffectiveSCEVType(SI->first->getType())) {
+          CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op);
+          // If it's not a simple cast, it's complicated.
+          if (!CI)
+            continue;
+          // If it's a cast from a type other than the stride type,
+          // it's complicated.
+          if (CI->getOperand(0)->getType() != SI->first->getType())
+            continue;
+          // Ok, we found the IV expression in the stride's type.
+          Op = CI->getOperand(0);
+        }
+
+        NewCmpLHS = Op;
+        if (NewCmpLHS->getType() == CmpTy)
           break;
       }
-      if (!NewIncV) {
-        NewCmpVal = CmpVal;
+      if (!NewCmpLHS)
         continue;
-      }
 
-      NewCmpTy = NewIncV->getType();
-      NewTyBits = isa<PointerType>(NewCmpTy)
-        ? UIntPtrTy->getPrimitiveSizeInBits()
-        : NewCmpTy->getPrimitiveSizeInBits();
+      NewCmpTy = NewCmpLHS->getType();
+      NewTyBits = SE->getTypeSizeInBits(NewCmpTy);
+      const Type *NewCmpIntTy = Context.getIntegerType(NewTyBits);
       if (RequiresTypeConversion(NewCmpTy, CmpTy)) {
         // Check if it is possible to rewrite it using
         // an iv / stride of a smaller integer type.
-        bool TruncOk = false;
-        if (NewCmpTy->isInteger()) {
-          unsigned Bits = NewTyBits;
-          if (ICmpInst::isSignedPredicate(Predicate))
-            --Bits;
-          uint64_t Mask = (1ULL << Bits) - 1;
-          if (((uint64_t)NewCmpVal & Mask) == (uint64_t)NewCmpVal)
-            TruncOk = true;
-        }
-        if (!TruncOk) {
-          NewCmpVal = CmpVal;
+        unsigned Bits = NewTyBits;
+        if (ICmpInst::isSignedPredicate(Predicate))
+          --Bits;
+        uint64_t Mask = (1ULL << Bits) - 1;
+        if (((uint64_t)NewCmpVal & Mask) != (uint64_t)NewCmpVal)
           continue;
-        }
       }
 
       // Don't rewrite if use offset is non-constant and the new type is
       // of a different type.
       // FIXME: too conservative?
-      if (NewTyBits != TyBits && !isa<SCEVConstant>(CondUse->Offset)) {
-        NewCmpVal = CmpVal;
+      if (NewTyBits != TyBits && !isa<SCEVConstant>(CondUse->getOffset()))
         continue;
-      }
 
       bool AllUsesAreAddresses = true;
       bool AllUsesAreOutsideLoop = true;
       std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
-      SCEVHandle CommonExprs = CollectIVUsers(SI->first, SI->second, L,
+      const SCEV *CommonExprs = CollectIVUsers(SI->first, *SI->second, L,
                                               AllUsesAreAddresses,
                                               AllUsesAreOutsideLoop,
                                               UsersToProcess);
       // Avoid rewriting the compare instruction with an iv of new stride
       // if it's likely the new stride uses will be rewritten using the
+      // stride of the compare instruction.
       if (AllUsesAreAddresses &&
-          ValidStride(!CommonExprs->isZero(), Scale, UsersToProcess)) {
-        NewCmpVal = CmpVal;
+          ValidScale(!CommonExprs->isZero(), Scale, UsersToProcess))
+        continue;
+
+      // Avoid rewriting the compare instruction with an iv which has
+      // implicit extension or truncation built into it.
+      // TODO: This is over-conservative.
+      if (SE->getTypeSizeInBits(CondUse->getOffset()->getType()) != TyBits)
         continue;
-      }
 
       // If scale is negative, use swapped predicate unless it's testing
       // for equality.
       if (Scale < 0 && !Cond->isEquality())
         Predicate = ICmpInst::getSwappedPredicate(Predicate);
 
-      NewStride = &StrideOrder[i];
+      NewStride = &IU->StrideOrder[i];
+      if (!isa<PointerType>(NewCmpTy))
+        NewCmpRHS = ConstantInt::get(NewCmpTy, NewCmpVal);
+      else {
+        Constant *CI = ConstantInt::get(NewCmpIntTy, NewCmpVal);
+        NewCmpRHS = Context.getConstantExprIntToPtr(CI, NewCmpTy);
+      }
+      NewOffset = TyBits == NewTyBits
+        ? SE->getMulExpr(CondUse->getOffset(),
+                         SE->getConstant(CmpTy, Scale))
+        : SE->getConstant(NewCmpIntTy,
+          cast<SCEVConstant>(CondUse->getOffset())->getValue()
+            ->getSExtValue()*Scale);
       break;
     }
   }
@@ -1775,48 +2015,34 @@ ICmpInst *LoopStrengthReduce::ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
   if (!Cond->hasOneUse()) {
     for (BasicBlock::iterator I = Cond, E = Cond->getParent()->end();
          I != E; ++I)
-      if (I == NewIncV)
+      if (I == NewCmpLHS)
         return Cond;
   }
 
-  if (NewCmpVal != CmpVal) {
+  if (NewCmpRHS) {
     // Create a new compare instruction using new stride / iv.
     ICmpInst *OldCond = Cond;
-    Value *RHS;
-    if (!isa<PointerType>(NewCmpTy))
-      RHS = ConstantInt::get(NewCmpTy, NewCmpVal);
-    else {
-      RHS = ConstantInt::get(UIntPtrTy, NewCmpVal);
-      RHS = SCEVExpander::InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr, RHS, NewCmpTy);
-    }
     // Insert new compare instruction.
-    Cond = new ICmpInst(Predicate, NewIncV, RHS,
-                        L->getHeader()->getName() + ".termcond",
-                        OldCond);
+    Cond = new ICmpInst(OldCond, Predicate, NewCmpLHS, NewCmpRHS,
+                        L->getHeader()->getName() + ".termcond");
 
     // Remove the old compare instruction. The old indvar is probably dead too.
-    DeadInsts.push_back(cast<Instruction>(CondUse->OperandValToReplace));
-    SE->deleteValueFromRecords(OldCond);
+    DeadInsts.push_back(CondUse->getOperandValToReplace());
     OldCond->replaceAllUsesWith(Cond);
     OldCond->eraseFromParent();
 
-    IVUsesByStride[*CondStride].Users.pop_back();
-    SCEVHandle NewOffset = TyBits == NewTyBits
-      ? SE->getMulExpr(CondUse->Offset,
-                       SE->getConstant(ConstantInt::get(CmpTy, Scale)))
-      : SE->getConstant(ConstantInt::get(NewCmpTy,
-        cast<SCEVConstant>(CondUse->Offset)->getValue()->getSExtValue()*Scale));
-    IVUsesByStride[*NewStride].addUser(NewOffset, Cond, NewIncV);
-    CondUse = &IVUsesByStride[*NewStride].Users.back();
+    IU->IVUsesByStride[*NewStride]->addUser(NewOffset, Cond, NewCmpLHS);
+    CondUse = &IU->IVUsesByStride[*NewStride]->Users.back();
     CondStride = NewStride;
     ++NumEliminated;
+    Changed = true;
   }
 
   return Cond;
 }
 
-/// OptimizeSMax - Rewrite the loop's terminating condition if it uses
-/// an smax computation.
+/// OptimizeMax - Rewrite the loop's terminating condition if it uses
+/// a max computation.
 ///
 /// This is a narrow solution to a specific, but acute, problem. For loops
 /// like this:
@@ -1826,10 +2052,10 @@ ICmpInst *LoopStrengthReduce::ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
 ///     p[i] = 0.0;
 ///   } while (++i < n);
 ///
-/// where the comparison is signed, the trip count isn't just 'n', because
-/// 'n' could be negative. And unfortunately this can come up even for loops
-/// where the user didn't use a C do-while loop. For example, seemingly
-/// well-behaved top-test loops will commonly be lowered like this:
+/// the trip count isn't just 'n', because 'n' might not be positive. And
+/// unfortunately this can come up even for loops where the user didn't use
+/// a C do-while loop. For example, seemingly well-behaved top-test loops
+/// will commonly be lowered like this:
 //
 ///   if (n > 0) {
 ///     i = 0;
@@ -1842,14 +2068,14 @@ ICmpInst *LoopStrengthReduce::ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
 /// test in such a way that indvars can't find it.
 ///
 /// When indvars can't find the if test in loops like this, it creates a
-/// signed-max expression, which allows it to give the loop a canonical
+/// max expression, which allows it to give the loop a canonical
 /// induction variable:
 ///
 ///   i = 0;
-///   smax = n < 1 ? 1 : n;
+///   max = n < 1 ? 1 : n;
 ///   do {
 ///     p[i] = 0.0;
-///   } while (++i != smax);
+///   } while (++i != max);
 ///
 /// Canonical induction variables are necessary because the loop passes
 /// are designed around them. The most obvious example of this is the
@@ -1865,8 +2091,8 @@ ICmpInst *LoopStrengthReduce::ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
 /// rewriting their conditions from ICMP_NE back to ICMP_SLT, and deleting
 /// the instructions for the maximum computation.
 ///
-ICmpInst *LoopStrengthReduce::OptimizeSMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
-                                           IVStrideUse* &CondUse) {
+ICmpInst *LoopStrengthReduce::OptimizeMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
+                                          IVStrideUse* &CondUse) {
   // Check that the loop matches the pattern we're looking for.
   if (Cond->getPredicate() != CmpInst::ICMP_EQ &&
       Cond->getPredicate() != CmpInst::ICMP_NE)
@@ -1875,60 +2101,70 @@ ICmpInst *LoopStrengthReduce::OptimizeSMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
   SelectInst *Sel = dyn_cast<SelectInst>(Cond->getOperand(1));
   if (!Sel || !Sel->hasOneUse()) return Cond;
 
-  SCEVHandle IterationCount = SE->getIterationCount(L);
-  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
+  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
+  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BackedgeTakenCount))
     return Cond;
-  SCEVHandle One = SE->getIntegerSCEV(1, IterationCount->getType());
+  const SCEV *One = SE->getIntegerSCEV(1, BackedgeTakenCount->getType());
 
-  // Adjust for an annoying getIterationCount quirk.
-  IterationCount = SE->getAddExpr(IterationCount, One);
+  // Add one to the backedge-taken count to get the trip count.
+  const SCEV *IterationCount = SE->getAddExpr(BackedgeTakenCount, One);
 
   // Check for a max calculation that matches the pattern.
-  SCEVSMaxExpr *SMax = dyn_cast<SCEVSMaxExpr>(IterationCount);
-  if (!SMax || SMax != SE->getSCEV(Sel)) return Cond;
+  if (!isa<SCEVSMaxExpr>(IterationCount) && !isa<SCEVUMaxExpr>(IterationCount))
+    return Cond;
+  const SCEVNAryExpr *Max = cast<SCEVNAryExpr>(IterationCount);
+  if (Max != SE->getSCEV(Sel)) return Cond;
 
-  SCEVHandle SMaxLHS = SMax->getOperand(0);
-  SCEVHandle SMaxRHS = SMax->getOperand(1);
-  if (!SMaxLHS || SMaxLHS != One) return Cond;
+  // To handle a max with more than two operands, this optimization would
+  // require additional checking and setup.
+  if (Max->getNumOperands() != 2)
+    return Cond;
+
+  const SCEV *MaxLHS = Max->getOperand(0);
+  const SCEV *MaxRHS = Max->getOperand(1);
+  if (!MaxLHS || MaxLHS != One) return Cond;
 
   // Check the relevant induction variable for conformance to
   // the pattern.
-  SCEVHandle IV = SE->getSCEV(Cond->getOperand(0));
-  SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(IV);
+  const SCEV *IV = SE->getSCEV(Cond->getOperand(0));
+  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(IV);
   if (!AR || !AR->isAffine() ||
       AR->getStart() != One ||
       AR->getStepRecurrence(*SE) != One)
     return Cond;
 
+  assert(AR->getLoop() == L &&
+         "Loop condition operand is an addrec in a different loop!");
+
   // Check the right operand of the select, and remember it, as it will
   // be used in the new comparison instruction.
   Value *NewRHS = 0;
-  if (SE->getSCEV(Sel->getOperand(1)) == SMaxRHS)
+  if (SE->getSCEV(Sel->getOperand(1)) == MaxRHS)
     NewRHS = Sel->getOperand(1);
-  else if (SE->getSCEV(Sel->getOperand(2)) == SMaxRHS)
+  else if (SE->getSCEV(Sel->getOperand(2)) == MaxRHS)
     NewRHS = Sel->getOperand(2);
   if (!NewRHS) return Cond;
 
+  // Determine the new comparison opcode. It may be signed or unsigned,
+  // and the original comparison may be either equality or inequality.
+  CmpInst::Predicate Pred =
+    isa<SCEVSMaxExpr>(Max) ? CmpInst::ICMP_SLT : CmpInst::ICMP_ULT;
+  if (Cond->getPredicate() == CmpInst::ICMP_EQ)
+    Pred = CmpInst::getInversePredicate(Pred);
+
   // Ok, everything looks ok to change the condition into an SLT or SGE and
   // delete the max calculation.
   ICmpInst *NewCond =
-    new ICmpInst(Cond->getPredicate() == CmpInst::ICMP_NE ?
-                   CmpInst::ICMP_SLT :
-                   CmpInst::ICMP_SGE,
-                 Cond->getOperand(0), NewRHS, "scmp", Cond);
+    new ICmpInst(Cond, Pred, Cond->getOperand(0), NewRHS, "scmp");
 
   // Delete the max calculation instructions.
-  SE->deleteValueFromRecords(Cond);
   Cond->replaceAllUsesWith(NewCond);
-  Cond->eraseFromParent();
+  CondUse->setUser(NewCond);
   Instruction *Cmp = cast<Instruction>(Sel->getOperand(0));
-  SE->deleteValueFromRecords(Sel);
+  Cond->eraseFromParent();
   Sel->eraseFromParent();
-  if (Cmp->use_empty()) {
-    SE->deleteValueFromRecords(Cmp);
+  if (Cmp->use_empty())
     Cmp->eraseFromParent();
-  }
-  CondUse->User = NewCond;
   return NewCond;
 }
 
@@ -1936,23 +2172,25 @@ ICmpInst *LoopStrengthReduce::OptimizeSMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
 /// inside the loop then try to eliminate the cast opeation.
 void LoopStrengthReduce::OptimizeShadowIV(Loop *L) {
 
-  SCEVHandle IterationCount = SE->getIterationCount(L);
-  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
+  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
+  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BackedgeTakenCount))
     return;
+    
+  LLVMContext &Context = L->getHeader()->getContext();
 
-  for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e;
+  for (unsigned Stride = 0, e = IU->StrideOrder.size(); Stride != e;
        ++Stride) {
-    std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
-      IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
-    assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
+    std::map<const SCEV *, IVUsersOfOneStride *>::iterator SI =
+      IU->IVUsesByStride.find(IU->StrideOrder[Stride]);
+    assert(SI != IU->IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
     if (!isa<SCEVConstant>(SI->first))
       continue;
 
-    for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
-           E = SI->second.Users.end(); UI != E; /* empty */) {
-      std::vector<IVStrideUse>::iterator CandidateUI = UI;
+    for (ilist<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second->Users.begin(),
+           E = SI->second->Users.end(); UI != E; /* empty */) {
+      ilist<IVStrideUse>::iterator CandidateUI = UI;
       ++UI;
-      Instruction *ShadowUse = CandidateUI->User;
+      Instruction *ShadowUse = CandidateUI->getUser();
       const Type *DestTy = NULL;
 
       /* If shadow use is a int->float cast then insert a second IV
@@ -1967,15 +2205,15 @@ void LoopStrengthReduce::OptimizeShadowIV(Loop *L) {
            for (unsigned i = 0; i < n; ++i, ++d) 
              foo(d);
       */
-      if (UIToFPInst *UCast = dyn_cast<UIToFPInst>(CandidateUI->User))
+      if (UIToFPInst *UCast = dyn_cast<UIToFPInst>(CandidateUI->getUser()))
         DestTy = UCast->getDestTy();
-      else if (SIToFPInst *SCast = dyn_cast<SIToFPInst>(CandidateUI->User))
+      else if (SIToFPInst *SCast = dyn_cast<SIToFPInst>(CandidateUI->getUser()))
         DestTy = SCast->getDestTy();
       if (!DestTy) continue;
 
       if (TLI) {
-        /* If target does not support DestTy natively then do not apply
-           this transformation. */
+        // If target does not support DestTy natively then do not apply
+        // this transformation.
         MVT DVT = TLI->getValueType(DestTy);
         if (!TLI->isTypeLegal(DVT)) continue;
       }
@@ -1987,7 +2225,7 @@ void LoopStrengthReduce::OptimizeShadowIV(Loop *L) {
       const Type *SrcTy = PH->getType();
       int Mantissa = DestTy->getFPMantissaWidth();
       if (Mantissa == -1) continue; 
-      if ((int)TD->getTypeSizeInBits(SrcTy) > Mantissa)
+      if ((int)SE->getTypeSizeInBits(SrcTy) > Mantissa)
         continue;
 
       unsigned Entry, Latch;
@@ -2001,7 +2239,7 @@ void LoopStrengthReduce::OptimizeShadowIV(Loop *L) {
         
       ConstantInt *Init = dyn_cast<ConstantInt>(PH->getIncomingValue(Entry));
       if (!Init) continue;
-      ConstantFP *NewInit = ConstantFP::get(DestTy, Init->getZExtValue());
+      Constant *NewInit = Context.getConstantFP(DestTy, Init->getZExtValue());
 
       BinaryOperator *Incr = 
         dyn_cast<BinaryOperator>(PH->getIncomingValue(Latch));
@@ -2025,62 +2263,124 @@ void LoopStrengthReduce::OptimizeShadowIV(Loop *L) {
       PHINode *NewPH = PHINode::Create(DestTy, "IV.S.", PH);
 
       /* create new increment. '++d' in above example. */
-      ConstantFP *CFP = ConstantFP::get(DestTy, C->getZExtValue());
+      Constant *CFP = Context.getConstantFP(DestTy, C->getZExtValue());
       BinaryOperator *NewIncr = 
-        BinaryOperator::Create(Incr->getOpcode(),
+        BinaryOperator::Create(Incr->getOpcode() == Instruction::Add ?
+                                 Instruction::FAdd : Instruction::FSub,
                                NewPH, CFP, "IV.S.next.", Incr);
 
       NewPH->addIncoming(NewInit, PH->getIncomingBlock(Entry));
       NewPH->addIncoming(NewIncr, PH->getIncomingBlock(Latch));
 
       /* Remove cast operation */
-      SE->deleteValueFromRecords(ShadowUse);
       ShadowUse->replaceAllUsesWith(NewPH);
       ShadowUse->eraseFromParent();
-      SI->second.Users.erase(CandidateUI);
       NumShadow++;
       break;
     }
   }
 }
 
-// OptimizeIndvars - Now that IVUsesByStride is set up with all of the indvar
-// uses in the loop, look to see if we can eliminate some, in favor of using
-// common indvars for the different uses.
+/// OptimizeIndvars - Now that IVUsesByStride is set up with all of the indvar
+/// uses in the loop, look to see if we can eliminate some, in favor of using
+/// common indvars for the different uses.
 void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
   // TODO: implement optzns here.
 
   OptimizeShadowIV(L);
+}
 
+/// OptimizeLoopTermCond - Change loop terminating condition to use the 
+/// postinc iv when possible.
+void LoopStrengthReduce::OptimizeLoopTermCond(Loop *L) {
   // Finally, get the terminating condition for the loop if possible.  If we
   // can, we want to change it to use a post-incremented version of its
   // induction variable, to allow coalescing the live ranges for the IV into
   // one register value.
-  PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(L->getHeader()->begin());
-  BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
-  BasicBlock *LatchBlock =
-   SomePHI->getIncomingBlock(SomePHI->getIncomingBlock(0) == Preheader);
-  BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(LatchBlock->getTerminator());
-  if (!TermBr || TermBr->isUnconditional() || 
-      !isa<ICmpInst>(TermBr->getCondition()))
+  BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
+  BasicBlock *ExitingBlock = L->getExitingBlock();
+  LLVMContext &Context = LatchBlock->getContext();
+  
+  if (!ExitingBlock)
+    // Multiple exits, just look at the exit in the latch block if there is one.
+    ExitingBlock = LatchBlock;
+  BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
+  if (!TermBr)
+    return;
+  if (TermBr->isUnconditional() || !isa<ICmpInst>(TermBr->getCondition()))
     return;
-  ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(TermBr->getCondition());
 
   // Search IVUsesByStride to find Cond's IVUse if there is one.
   IVStrideUse *CondUse = 0;
-  const SCEVHandle *CondStride = 0;
-
+  const SCEV *const *CondStride = 0;
+  ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(TermBr->getCondition());
   if (!FindIVUserForCond(Cond, CondUse, CondStride))
     return; // setcc doesn't use the IV.
 
-  // If the trip count is computed in terms of an smax (due to ScalarEvolution
+  if (ExitingBlock != LatchBlock) {
+    if (!Cond->hasOneUse())
+      // See below, we don't want the condition to be cloned.
+      return;
+
+    // If exiting block is the latch block, we know it's safe and profitable to
+    // transform the icmp to use post-inc iv. Otherwise do so only if it would
+    // not reuse another iv and its iv would be reused by other uses. We are
+    // optimizing for the case where the icmp is the only use of the iv.
+    IVUsersOfOneStride &StrideUses = *IU->IVUsesByStride[*CondStride];
+    for (ilist<IVStrideUse>::iterator I = StrideUses.Users.begin(),
+         E = StrideUses.Users.end(); I != E; ++I) {
+      if (I->getUser() == Cond)
+        continue;
+      if (!I->isUseOfPostIncrementedValue())
+        return;
+    }
+
+    // FIXME: This is expensive, and worse still ChangeCompareStride does a
+    // similar check. Can we perform all the icmp related transformations after
+    // StrengthReduceStridedIVUsers?
+    if (const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(*CondStride)) {
+      int64_t SInt = SC->getValue()->getSExtValue();
+      for (unsigned NewStride = 0, ee = IU->StrideOrder.size(); NewStride != ee;
+           ++NewStride) {
+        std::map<const SCEV *, IVUsersOfOneStride *>::iterator SI =
+          IU->IVUsesByStride.find(IU->StrideOrder[NewStride]);
+        if (!isa<SCEVConstant>(SI->first) || SI->first == *CondStride)
+          continue;
+        int64_t SSInt =
+          cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
+        if (SSInt == SInt)
+          return; // This can definitely be reused.
+        if (unsigned(abs64(SSInt)) < SInt || (SSInt % SInt) != 0)
+          continue;
+        int64_t Scale = SSInt / SInt;
+        bool AllUsesAreAddresses = true;
+        bool AllUsesAreOutsideLoop = true;
+        std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
+        const SCEV *CommonExprs = CollectIVUsers(SI->first, *SI->second, L,
+                                                AllUsesAreAddresses,
+                                                AllUsesAreOutsideLoop,
+                                                UsersToProcess);
+        // Avoid rewriting the compare instruction with an iv of new stride
+        // if it's likely the new stride uses will be rewritten using the
+        // stride of the compare instruction.
+        if (AllUsesAreAddresses &&
+            ValidScale(!CommonExprs->isZero(), Scale, UsersToProcess))
+          return;
+      }
+    }
+
+    StrideNoReuse.insert(*CondStride);
+  }
+
+  // If the trip count is computed in terms of a max (due to ScalarEvolution
   // being unable to find a sufficient guard, for example), change the loop
-  // comparison to use SLT instead of NE.
-  Cond = OptimizeSMax(L, Cond, CondUse);
+  // comparison to use SLT or ULT instead of NE.
+  Cond = OptimizeMax(L, Cond, CondUse);
 
   // If possible, change stride and operands of the compare instruction to
   // eliminate one stride.
-  Cond = ChangeCompareStride(L, Cond, CondUse, CondStride);
+  if (ExitingBlock == LatchBlock)
+    Cond = ChangeCompareStride(L, Cond, CondUse, CondStride);
 
   // It's possible for the setcc instruction to be anywhere in the loop, and
   // possible for it to have multiple users.  If it is not immediately before
@@ -2090,50 +2390,163 @@ void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
       Cond->moveBefore(TermBr);
     } else {
       // Otherwise, clone the terminating condition and insert into the loopend.
-      Cond = cast<ICmpInst>(Cond->clone());
+      Cond = cast<ICmpInst>(Cond->clone(Context));
       Cond->setName(L->getHeader()->getName() + ".termcond");
       LatchBlock->getInstList().insert(TermBr, Cond);
       
       // Clone the IVUse, as the old use still exists!
-      IVUsesByStride[*CondStride].addUser(CondUse->Offset, Cond,
-                                         CondUse->OperandValToReplace);
-      CondUse = &IVUsesByStride[*CondStride].Users.back();
+      IU->IVUsesByStride[*CondStride]->addUser(CondUse->getOffset(), Cond,
+                                             CondUse->getOperandValToReplace());
+      CondUse = &IU->IVUsesByStride[*CondStride]->Users.back();
     }
   }
 
   // If we get to here, we know that we can transform the setcc instruction to
   // use the post-incremented version of the IV, allowing us to coalesce the
   // live ranges for the IV correctly.
-  CondUse->Offset = SE->getMinusSCEV(CondUse->Offset, *CondStride);
-  CondUse->isUseOfPostIncrementedValue = true;
+  CondUse->setOffset(SE->getMinusSCEV(CondUse->getOffset(), *CondStride));
+  CondUse->setIsUseOfPostIncrementedValue(true);
+  Changed = true;
+
+  ++NumLoopCond;
+}
+
+/// OptimizeLoopCountIV - If, after all sharing of IVs, the IV used for deciding
+/// when to exit the loop is used only for that purpose, try to rearrange things
+/// so it counts down to a test against zero.
+void LoopStrengthReduce::OptimizeLoopCountIV(Loop *L) {
+
+  // If the number of times the loop is executed isn't computable, give up.
+  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
+  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BackedgeTakenCount))
+    return;
+
+  // Get the terminating condition for the loop if possible (this isn't
+  // necessarily in the latch, or a block that's a predecessor of the header).
+  if (!L->getExitBlock())
+    return; // More than one loop exit blocks.
+
+  // Okay, there is one exit block.  Try to find the condition that causes the
+  // loop to be exited.
+  BasicBlock *ExitingBlock = L->getExitingBlock();
+  if (!ExitingBlock)
+    return; // More than one block exiting!
+
+  // Okay, we've computed the exiting block.  See what condition causes us to
+  // exit.
+  //
+  // FIXME: we should be able to handle switch instructions (with a single exit)
+  BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
+  if (TermBr == 0) return;
+  assert(TermBr->isConditional() && "If unconditional, it can't be in loop!");
+  if (!isa<ICmpInst>(TermBr->getCondition()))
+    return;
+  ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(TermBr->getCondition());
+
+  // Handle only tests for equality for the moment, and only stride 1.
+  if (Cond->getPredicate() != CmpInst::ICMP_EQ)
+    return;
+  const SCEV *IV = SE->getSCEV(Cond->getOperand(0));
+  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(IV);
+  const SCEV *One = SE->getIntegerSCEV(1, BackedgeTakenCount->getType());
+  if (!AR || !AR->isAffine() || AR->getStepRecurrence(*SE) != One)
+    return;
+  // If the RHS of the comparison is defined inside the loop, the rewrite
+  // cannot be done.
+  if (Instruction *CR = dyn_cast<Instruction>(Cond->getOperand(1)))
+    if (L->contains(CR->getParent()))
+      return;
+
+  // Make sure the IV is only used for counting.  Value may be preinc or
+  // postinc; 2 uses in either case.
+  if (!Cond->getOperand(0)->hasNUses(2))
+    return;
+  PHINode *phi = dyn_cast<PHINode>(Cond->getOperand(0));
+  Instruction *incr;
+  if (phi && phi->getParent()==L->getHeader()) {
+    // value tested is preinc.  Find the increment.
+    // A CmpInst is not a BinaryOperator; we depend on this.
+    Instruction::use_iterator UI = phi->use_begin();
+    incr = dyn_cast<BinaryOperator>(UI);
+    if (!incr)
+      incr = dyn_cast<BinaryOperator>(++UI);
+    // 1 use for postinc value, the phi.  Unnecessarily conservative?
+    if (!incr || !incr->hasOneUse() || incr->getOpcode()!=Instruction::Add)
+      return;
+  } else {
+    // Value tested is postinc.  Find the phi node.
+    incr = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->getOperand(0));
+    if (!incr || incr->getOpcode()!=Instruction::Add)
+      return;
+
+    Instruction::use_iterator UI = Cond->getOperand(0)->use_begin();
+    phi = dyn_cast<PHINode>(UI);
+    if (!phi)
+      phi = dyn_cast<PHINode>(++UI);
+    // 1 use for preinc value, the increment.
+    if (!phi || phi->getParent()!=L->getHeader() || !phi->hasOneUse())
+      return;
+  }
+
+  // Replace the increment with a decrement.
+  BinaryOperator *decr = 
+    BinaryOperator::Create(Instruction::Sub, incr->getOperand(0),
+                           incr->getOperand(1), "tmp", incr);
+  incr->replaceAllUsesWith(decr);
+  incr->eraseFromParent();
+
+  // Substitute endval-startval for the original startval, and 0 for the
+  // original endval.  Since we're only testing for equality this is OK even 
+  // if the computation wraps around.
+  BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
+  Instruction *PreInsertPt = Preheader->getTerminator();
+  int inBlock = L->contains(phi->getIncomingBlock(0)) ? 1 : 0;
+  Value *startVal = phi->getIncomingValue(inBlock);
+  Value *endVal = Cond->getOperand(1);
+  // FIXME check for case where both are constant
+  Constant* Zero = ConstantInt::get(Cond->getOperand(1)->getType(), 0);
+  BinaryOperator *NewStartVal = 
+    BinaryOperator::Create(Instruction::Sub, endVal, startVal,
+                           "tmp", PreInsertPt);
+  phi->setIncomingValue(inBlock, NewStartVal);
+  Cond->setOperand(1, Zero);
+
   Changed = true;
 }
 
 bool LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
 
+  IU = &getAnalysis<IVUsers>();
   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
   SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-  TD = &getAnalysis<TargetData>();
-  UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
   Changed = false;
 
-  // Find all uses of induction variables in this loop, and categorize
-  // them by stride.  Start by finding all of the PHI nodes in the header for
-  // this loop.  If they are induction variables, inspect their uses.
-  SmallPtrSet<Instruction*,16> Processed;   // Don't reprocess instructions.
-  for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ++I)
-    AddUsersIfInteresting(I, L, Processed);
+  if (!IU->IVUsesByStride.empty()) {
+#ifndef NDEBUG
+    DOUT << "\nLSR on \"" << L->getHeader()->getParent()->getNameStart()
+         << "\" ";
+    DEBUG(L->dump());
+#endif
+
+    // Sort the StrideOrder so we process larger strides first.
+    std::stable_sort(IU->StrideOrder.begin(), IU->StrideOrder.end(),
+                     StrideCompare(SE));
 
-  if (!IVUsesByStride.empty()) {
     // Optimize induction variables.  Some indvar uses can be transformed to use
     // strides that will be needed for other purposes.  A common example of this
     // is the exit test for the loop, which can often be rewritten to use the
     // computation of some other indvar to decide when to terminate the loop.
     OptimizeIndvars(L);
 
-    // FIXME: We can widen subreg IV's here for RISC targets.  e.g. instead of
-    // doing computation in byte values, promote to 32-bit values if safe.
+    // Change loop terminating condition to use the postinc iv when possible
+    // and optimize loop terminating compare. FIXME: Move this after
+    // StrengthReduceStridedIVUsers?
+    OptimizeLoopTermCond(L);
+
+    // FIXME: We can shrink overlarge IV's here.  e.g. if the code has
+    // computation in i64 values and the target doesn't support i64, demote
+    // the computation to 32-bit if safe.
 
     // FIXME: Attempt to reuse values across multiple IV's.  In particular, we
     // could have something like "for(i) { foo(i*8); bar(i*16) }", which should
@@ -2141,79 +2554,41 @@ bool LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
     // Need to be careful that IV's are all the same type.  Only works for
     // intptr_t indvars.
 
-    // If we only have one stride, we can more aggressively eliminate some
-    // things.
-    bool HasOneStride = IVUsesByStride.size() == 1;
-
-#ifndef NDEBUG
-    DOUT << "\nLSR on ";
-    DEBUG(L->dump());
-#endif
-
     // IVsByStride keeps IVs for one particular loop.
     assert(IVsByStride.empty() && "Stale entries in IVsByStride?");
 
-    // Sort the StrideOrder so we process larger strides first.
-    std::stable_sort(StrideOrder.begin(), StrideOrder.end(), StrideCompare());
-
     // Note: this processes each stride/type pair individually.  All users
     // passed into StrengthReduceStridedIVUsers have the same type AND stride.
     // Also, note that we iterate over IVUsesByStride indirectly by using
     // StrideOrder. This extra layer of indirection makes the ordering of
     // strides deterministic - not dependent on map order.
-    for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e; ++Stride) {
-      std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
-        IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
-      assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
-      StrengthReduceStridedIVUsers(SI->first, SI->second, L, HasOneStride);
+    for (unsigned Stride = 0, e = IU->StrideOrder.size();
+         Stride != e; ++Stride) {
+      std::map<const SCEV *, IVUsersOfOneStride *>::iterator SI =
+        IU->IVUsesByStride.find(IU->StrideOrder[Stride]);
+      assert(SI != IU->IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
+      // FIXME: Generalize to non-affine IV's.
+      if (!SI->first->isLoopInvariant(L))
+        continue;
+      StrengthReduceStridedIVUsers(SI->first, *SI->second, L);
     }
   }
 
+  // After all sharing is done, see if we can adjust the loop to test against
+  // zero instead of counting up to a maximum.  This is usually faster.
+  OptimizeLoopCountIV(L);
+
   // We're done analyzing this loop; release all the state we built up for it.
-  CastedPointers.clear();
-  IVUsesByStride.clear();
   IVsByStride.clear();
-  StrideOrder.clear();
+  StrideNoReuse.clear();
 
   // Clean up after ourselves
-  if (!DeadInsts.empty()) {
+  if (!DeadInsts.empty())
     DeleteTriviallyDeadInstructions();
 
-    BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin();
-    while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
-      // At this point, we know that we have killed one or more IV users.
-      // It is worth checking to see if the cannonical indvar is also
-      // dead, so that we can remove it as well.
-      //
-      // We can remove a PHI if it is on a cycle in the def-use graph
-      // where each node in the cycle has degree one, i.e. only one use,
-      // and is an instruction with no side effects.
-      //
-      // FIXME: this needs to eliminate an induction variable even if it's being
-      // compared against some value to decide loop termination.
-      if (!PN->hasOneUse())
-        continue;
-      
-      SmallPtrSet<PHINode *, 4> PHIs;
-      for (Instruction *J = dyn_cast<Instruction>(*PN->use_begin());
-           J && J->hasOneUse() && !J->mayWriteToMemory();
-           J = dyn_cast<Instruction>(*J->use_begin())) {
-        // If we find the original PHI, we've discovered a cycle.
-        if (J == PN) {
-          // Break the cycle and mark the PHI for deletion.
-          SE->deleteValueFromRecords(PN);
-          PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
-          DeadInsts.push_back(PN);
-          Changed = true;
-          break;
-        }
-        // If we find a PHI more than once, we're on a cycle that
-        // won't prove fruitful.
-        if (isa<PHINode>(J) && !PHIs.insert(cast<PHINode>(J)))
-          break;
-      }
-    }
-    DeleteTriviallyDeadInstructions();
-  }
+  // At this point, it is worth checking to see if any recurrence PHIs are also
+  // dead, so that we can remove them as well.
+  DeleteDeadPHIs(L->getHeader());
+
   return Changed;
 }