Switch over Transforms/Scalar to use the STATISTIC macro. For each statistic
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / CorrelatedExprs.cpp
1 //===- CorrelatedExprs.cpp - Pass to detect and eliminated c.e.'s ---------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // Correlated Expression Elimination propagates information from conditional
11 // branches to blocks dominated by destinations of the branch.  It propagates
12 // information from the condition check itself into the body of the branch,
13 // allowing transformations like these for example:
14 //
15 //  if (i == 7)
16 //    ... 4*i;  // constant propagation
17 //
18 //  M = i+1; N = j+1;
19 //  if (i == j)
20 //    X = M-N;  // = M-M == 0;
21 //
22 // This is called Correlated Expression Elimination because we eliminate or
23 // simplify expressions that are correlated with the direction of a branch.  In
24 // this way we use static information to give us some information about the
25 // dynamic value of a variable.
26 //
27 //===----------------------------------------------------------------------===//
28
29 #define DEBUG_TYPE "cee"
30 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
31 #include "llvm/Constants.h"
32 #include "llvm/Pass.h"
33 #include "llvm/Function.h"
34 #include "llvm/Instructions.h"
35 #include "llvm/Type.h"
36 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
37 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
38 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
39 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
40 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
41 #include "llvm/Support/CFG.h"
42 #include "llvm/Support/Debug.h"
43 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
44 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
45 #include <algorithm>
46 using namespace llvm;
47
48 STATISTIC(NumSetCCRemoved, "Number of setcc instruction eliminated");
49 STATISTIC(NumOperandsCann, "Number of operands canonicalized");
50 STATISTIC(BranchRevectors, "Number of branches revectored");
51
52 namespace {
53   class ValueInfo;
54   class Relation {
55     Value *Val;                 // Relation to what value?
56     Instruction::BinaryOps Rel; // SetCC relation, or Add if no information
57   public:
58     Relation(Value *V) : Val(V), Rel(Instruction::Add) {}
59     bool operator<(const Relation &R) const { return Val < R.Val; }
60     Value *getValue() const { return Val; }
61     Instruction::BinaryOps getRelation() const { return Rel; }
62
63     // contradicts - Return true if the relationship specified by the operand
64     // contradicts already known information.
65     //
66     bool contradicts(Instruction::BinaryOps Rel, const ValueInfo &VI) const;
67
68     // incorporate - Incorporate information in the argument into this relation
69     // entry.  This assumes that the information doesn't contradict itself.  If
70     // any new information is gained, true is returned, otherwise false is
71     // returned to indicate that nothing was updated.
72     //
73     bool incorporate(Instruction::BinaryOps Rel, ValueInfo &VI);
74
75     // KnownResult - Whether or not this condition determines the result of a
76     // setcc in the program.  False & True are intentionally 0 & 1 so we can
77     // convert to bool by casting after checking for unknown.
78     //
79     enum KnownResult { KnownFalse = 0, KnownTrue = 1, Unknown = 2 };
80
81     // getImpliedResult - If this relationship between two values implies that
82     // the specified relationship is true or false, return that.  If we cannot
83     // determine the result required, return Unknown.
84     //
85     KnownResult getImpliedResult(Instruction::BinaryOps Rel) const;
86
87     // print - Output this relation to the specified stream
88     void print(std::ostream &OS) const;
89     void dump() const;
90   };
91
92
93   // ValueInfo - One instance of this record exists for every value with
94   // relationships between other values.  It keeps track of all of the
95   // relationships to other values in the program (specified with Relation) that
96   // are known to be valid in a region.
97   //
98   class ValueInfo {
99     // RelationShips - this value is know to have the specified relationships to
100     // other values.  There can only be one entry per value, and this list is
101     // kept sorted by the Val field.
102     std::vector<Relation> Relationships;
103
104     // If information about this value is known or propagated from constant
105     // expressions, this range contains the possible values this value may hold.
106     ConstantRange Bounds;
107
108     // If we find that this value is equal to another value that has a lower
109     // rank, this value is used as it's replacement.
110     //
111     Value *Replacement;
112   public:
113     ValueInfo(const Type *Ty)
114       : Bounds(Ty->isIntegral() ? Ty : Type::IntTy), Replacement(0) {}
115
116     // getBounds() - Return the constant bounds of the value...
117     const ConstantRange &getBounds() const { return Bounds; }
118     ConstantRange &getBounds() { return Bounds; }
119
120     const std::vector<Relation> &getRelationships() { return Relationships; }
121
122     // getReplacement - Return the value this value is to be replaced with if it
123     // exists, otherwise return null.
124     //
125     Value *getReplacement() const { return Replacement; }
126
127     // setReplacement - Used by the replacement calculation pass to figure out
128     // what to replace this value with, if anything.
129     //
130     void setReplacement(Value *Repl) { Replacement = Repl; }
131
132     // getRelation - return the relationship entry for the specified value.
133     // This can invalidate references to other Relations, so use it carefully.
134     //
135     Relation &getRelation(Value *V) {
136       // Binary search for V's entry...
137       std::vector<Relation>::iterator I =
138         std::lower_bound(Relationships.begin(), Relationships.end(),
139                          Relation(V));
140
141       // If we found the entry, return it...
142       if (I != Relationships.end() && I->getValue() == V)
143         return *I;
144
145       // Insert and return the new relationship...
146       return *Relationships.insert(I, V);
147     }
148
149     const Relation *requestRelation(Value *V) const {
150       // Binary search for V's entry...
151       std::vector<Relation>::const_iterator I =
152         std::lower_bound(Relationships.begin(), Relationships.end(),
153                          Relation(V));
154       if (I != Relationships.end() && I->getValue() == V)
155         return &*I;
156       return 0;
157     }
158
159     // print - Output information about this value relation...
160     void print(std::ostream &OS, Value *V) const;
161     void dump() const;
162   };
163
164   // RegionInfo - Keeps track of all of the value relationships for a region.  A
165   // region is the are dominated by a basic block.  RegionInfo's keep track of
166   // the RegionInfo for their dominator, because anything known in a dominator
167   // is known to be true in a dominated block as well.
168   //
169   class RegionInfo {
170     BasicBlock *BB;
171
172     // ValueMap - Tracks the ValueInformation known for this region
173     typedef std::map<Value*, ValueInfo> ValueMapTy;
174     ValueMapTy ValueMap;
175   public:
176     RegionInfo(BasicBlock *bb) : BB(bb) {}
177
178     // getEntryBlock - Return the block that dominates all of the members of
179     // this region.
180     BasicBlock *getEntryBlock() const { return BB; }
181
182     // empty - return true if this region has no information known about it.
183     bool empty() const { return ValueMap.empty(); }
184
185     const RegionInfo &operator=(const RegionInfo &RI) {
186       ValueMap = RI.ValueMap;
187       return *this;
188     }
189
190     // print - Output information about this region...
191     void print(std::ostream &OS) const;
192     void dump() const;
193
194     // Allow external access.
195     typedef ValueMapTy::iterator iterator;
196     iterator begin() { return ValueMap.begin(); }
197     iterator end() { return ValueMap.end(); }
198
199     ValueInfo &getValueInfo(Value *V) {
200       ValueMapTy::iterator I = ValueMap.lower_bound(V);
201       if (I != ValueMap.end() && I->first == V) return I->second;
202       return ValueMap.insert(I, std::make_pair(V, V->getType()))->second;
203     }
204
205     const ValueInfo *requestValueInfo(Value *V) const {
206       ValueMapTy::const_iterator I = ValueMap.find(V);
207       if (I != ValueMap.end()) return &I->second;
208       return 0;
209     }
210
211     /// removeValueInfo - Remove anything known about V from our records.  This
212     /// works whether or not we know anything about V.
213     ///
214     void removeValueInfo(Value *V) {
215       ValueMap.erase(V);
216     }
217   };
218
219   /// CEE - Correlated Expression Elimination
220   class CEE : public FunctionPass {
221     std::map<Value*, unsigned> RankMap;
222     std::map<BasicBlock*, RegionInfo> RegionInfoMap;
223     ETForest *EF;
224     DominatorTree *DT;
225   public:
226     virtual bool runOnFunction(Function &F);
227
228     // We don't modify the program, so we preserve all analyses
229     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
230       AU.addRequired<ETForest>();
231       AU.addRequired<DominatorTree>();
232       AU.addRequiredID(BreakCriticalEdgesID);
233     };
234
235     // print - Implement the standard print form to print out analysis
236     // information.
237     virtual void print(std::ostream &O, const Module *M) const;
238
239   private:
240     RegionInfo &getRegionInfo(BasicBlock *BB) {
241       std::map<BasicBlock*, RegionInfo>::iterator I
242         = RegionInfoMap.lower_bound(BB);
243       if (I != RegionInfoMap.end() && I->first == BB) return I->second;
244       return RegionInfoMap.insert(I, std::make_pair(BB, BB))->second;
245     }
246
247     void BuildRankMap(Function &F);
248     unsigned getRank(Value *V) const {
249       if (isa<Constant>(V)) return 0;
250       std::map<Value*, unsigned>::const_iterator I = RankMap.find(V);
251       if (I != RankMap.end()) return I->second;
252       return 0; // Must be some other global thing
253     }
254
255     bool TransformRegion(BasicBlock *BB, std::set<BasicBlock*> &VisitedBlocks);
256
257     bool ForwardCorrelatedEdgeDestination(TerminatorInst *TI, unsigned SuccNo,
258                                           RegionInfo &RI);
259
260     void ForwardSuccessorTo(TerminatorInst *TI, unsigned Succ, BasicBlock *D,
261                             RegionInfo &RI);
262     void ReplaceUsesOfValueInRegion(Value *Orig, Value *New,
263                                     BasicBlock *RegionDominator);
264     void CalculateRegionExitBlocks(BasicBlock *BB, BasicBlock *OldSucc,
265                                    std::vector<BasicBlock*> &RegionExitBlocks);
266     void InsertRegionExitMerges(PHINode *NewPHI, Instruction *OldVal,
267                              const std::vector<BasicBlock*> &RegionExitBlocks);
268
269     void PropagateBranchInfo(BranchInst *BI);
270     void PropagateSwitchInfo(SwitchInst *SI);
271     void PropagateEquality(Value *Op0, Value *Op1, RegionInfo &RI);
272     void PropagateRelation(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0,
273                            Value *Op1, RegionInfo &RI);
274     void UpdateUsersOfValue(Value *V, RegionInfo &RI);
275     void IncorporateInstruction(Instruction *Inst, RegionInfo &RI);
276     void ComputeReplacements(RegionInfo &RI);
277
278
279     // getSetCCResult - Given a setcc instruction, determine if the result is
280     // determined by facts we already know about the region under analysis.
281     // Return KnownTrue, KnownFalse, or Unknown based on what we can determine.
282     //
283     Relation::KnownResult getSetCCResult(SetCondInst *SC, const RegionInfo &RI);
284
285
286     bool SimplifyBasicBlock(BasicBlock &BB, const RegionInfo &RI);
287     bool SimplifyInstruction(Instruction *Inst, const RegionInfo &RI);
288   };
289   RegisterPass<CEE> X("cee", "Correlated Expression Elimination");
290 }
291
292 FunctionPass *llvm::createCorrelatedExpressionEliminationPass() {
293   return new CEE();
294 }
295
296
297 bool CEE::runOnFunction(Function &F) {
298   // Build a rank map for the function...
299   BuildRankMap(F);
300
301   // Traverse the dominator tree, computing information for each node in the
302   // tree.  Note that our traversal will not even touch unreachable basic
303   // blocks.
304   EF = &getAnalysis<ETForest>();
305   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
306
307   std::set<BasicBlock*> VisitedBlocks;
308   bool Changed = TransformRegion(&F.getEntryBlock(), VisitedBlocks);
309
310   RegionInfoMap.clear();
311   RankMap.clear();
312   return Changed;
313 }
314
315 // TransformRegion - Transform the region starting with BB according to the
316 // calculated region information for the block.  Transforming the region
317 // involves analyzing any information this block provides to successors,
318 // propagating the information to successors, and finally transforming
319 // successors.
320 //
321 // This method processes the function in depth first order, which guarantees
322 // that we process the immediate dominator of a block before the block itself.
323 // Because we are passing information from immediate dominators down to
324 // dominatees, we obviously have to process the information source before the
325 // information consumer.
326 //
327 bool CEE::TransformRegion(BasicBlock *BB, std::set<BasicBlock*> &VisitedBlocks){
328   // Prevent infinite recursion...
329   if (VisitedBlocks.count(BB)) return false;
330   VisitedBlocks.insert(BB);
331
332   // Get the computed region information for this block...
333   RegionInfo &RI = getRegionInfo(BB);
334
335   // Compute the replacement information for this block...
336   ComputeReplacements(RI);
337
338   // If debugging, print computed region information...
339   DEBUG(RI.print(*cerr.stream()));
340
341   // Simplify the contents of this block...
342   bool Changed = SimplifyBasicBlock(*BB, RI);
343
344   // Get the terminator of this basic block...
345   TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
346
347   // Loop over all of the blocks that this block is the immediate dominator for.
348   // Because all information known in this region is also known in all of the
349   // blocks that are dominated by this one, we can safely propagate the
350   // information down now.
351   //
352   DominatorTree::Node *BBN = (*DT)[BB];
353   if (!RI.empty())        // Time opt: only propagate if we can change something
354     for (unsigned i = 0, e = BBN->getChildren().size(); i != e; ++i) {
355       BasicBlock *Dominated = BBN->getChildren()[i]->getBlock();
356       assert(RegionInfoMap.find(Dominated) == RegionInfoMap.end() &&
357              "RegionInfo should be calculated in dominanace order!");
358       getRegionInfo(Dominated) = RI;
359     }
360
361   // Now that all of our successors have information if they deserve it,
362   // propagate any information our terminator instruction finds to our
363   // successors.
364   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
365     if (BI->isConditional())
366       PropagateBranchInfo(BI);
367   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
368     PropagateSwitchInfo(SI);
369   }
370
371   // If this is a branch to a block outside our region that simply performs
372   // another conditional branch, one whose outcome is known inside of this
373   // region, then vector this outgoing edge directly to the known destination.
374   //
375   for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
376     while (ForwardCorrelatedEdgeDestination(TI, i, RI)) {
377       ++BranchRevectors;
378       Changed = true;
379     }
380
381   // Now that all of our successors have information, recursively process them.
382   for (unsigned i = 0, e = BBN->getChildren().size(); i != e; ++i)
383     Changed |= TransformRegion(BBN->getChildren()[i]->getBlock(),VisitedBlocks);
384
385   return Changed;
386 }
387
388 // isBlockSimpleEnoughForCheck to see if the block is simple enough for us to
389 // revector the conditional branch in the bottom of the block, do so now.
390 //
391 static bool isBlockSimpleEnough(BasicBlock *BB) {
392   assert(isa<BranchInst>(BB->getTerminator()));
393   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
394   assert(BI->isConditional());
395
396   // Check the common case first: empty block, or block with just a setcc.
397   if (BB->size() == 1 ||
398       (BB->size() == 2 && &BB->front() == BI->getCondition() &&
399        BI->getCondition()->hasOneUse()))
400     return true;
401
402   // Check the more complex case now...
403   BasicBlock::iterator I = BB->begin();
404
405   // FIXME: This should be reenabled once the regression with SIM is fixed!
406 #if 0
407   // PHI Nodes are ok, just skip over them...
408   while (isa<PHINode>(*I)) ++I;
409 #endif
410
411   // Accept the setcc instruction...
412   if (&*I == BI->getCondition())
413     ++I;
414
415   // Nothing else is acceptable here yet.  We must not revector... unless we are
416   // at the terminator instruction.
417   if (&*I == BI)
418     return true;
419
420   return false;
421 }
422
423
424 bool CEE::ForwardCorrelatedEdgeDestination(TerminatorInst *TI, unsigned SuccNo,
425                                            RegionInfo &RI) {
426   // If this successor is a simple block not in the current region, which
427   // contains only a conditional branch, we decide if the outcome of the branch
428   // can be determined from information inside of the region.  Instead of going
429   // to this block, we can instead go to the destination we know is the right
430   // target.
431   //
432
433   // Check to see if we dominate the block. If so, this block will get the
434   // condition turned to a constant anyway.
435   //
436   //if (EF->dominates(RI.getEntryBlock(), BB))
437   // return 0;
438
439   BasicBlock *BB = TI->getParent();
440
441   // Get the destination block of this edge...
442   BasicBlock *OldSucc = TI->getSuccessor(SuccNo);
443
444   // Make sure that the block ends with a conditional branch and is simple
445   // enough for use to be able to revector over.
446   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OldSucc->getTerminator());
447   if (BI == 0 || !BI->isConditional() || !isBlockSimpleEnough(OldSucc))
448     return false;
449
450   // We can only forward the branch over the block if the block ends with a
451   // setcc we can determine the outcome for.
452   //
453   // FIXME: we can make this more generic.  Code below already handles more
454   // generic case.
455   SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(BI->getCondition());
456   if (SCI == 0) return false;
457
458   // Make a new RegionInfo structure so that we can simulate the effect of the
459   // PHI nodes in the block we are skipping over...
460   //
461   RegionInfo NewRI(RI);
462
463   // Remove value information for all of the values we are simulating... to make
464   // sure we don't have any stale information.
465   for (BasicBlock::iterator I = OldSucc->begin(), E = OldSucc->end(); I!=E; ++I)
466     if (I->getType() != Type::VoidTy)
467       NewRI.removeValueInfo(I);
468
469   // Put the newly discovered information into the RegionInfo...
470   for (BasicBlock::iterator I = OldSucc->begin(), E = OldSucc->end(); I!=E; ++I)
471     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
472       int OpNum = PN->getBasicBlockIndex(BB);
473       assert(OpNum != -1 && "PHI doesn't have incoming edge for predecessor!?");
474       PropagateEquality(PN, PN->getIncomingValue(OpNum), NewRI);
475     } else if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(I)) {
476       Relation::KnownResult Res = getSetCCResult(SCI, NewRI);
477       if (Res == Relation::Unknown) return false;
478       PropagateEquality(SCI, ConstantBool::get(Res), NewRI);
479     } else {
480       assert(isa<BranchInst>(*I) && "Unexpected instruction type!");
481     }
482
483   // Compute the facts implied by what we have discovered...
484   ComputeReplacements(NewRI);
485
486   ValueInfo &PredicateVI = NewRI.getValueInfo(BI->getCondition());
487   if (PredicateVI.getReplacement() &&
488       isa<Constant>(PredicateVI.getReplacement()) &&
489       !isa<GlobalValue>(PredicateVI.getReplacement())) {
490     ConstantBool *CB = cast<ConstantBool>(PredicateVI.getReplacement());
491
492     // Forward to the successor that corresponds to the branch we will take.
493     ForwardSuccessorTo(TI, SuccNo, BI->getSuccessor(!CB->getValue()), NewRI);
494     return true;
495   }
496
497   return false;
498 }
499
500 static Value *getReplacementOrValue(Value *V, RegionInfo &RI) {
501   if (const ValueInfo *VI = RI.requestValueInfo(V))
502     if (Value *Repl = VI->getReplacement())
503       return Repl;
504   return V;
505 }
506
507 /// ForwardSuccessorTo - We have found that we can forward successor # 'SuccNo'
508 /// of Terminator 'TI' to the 'Dest' BasicBlock.  This method performs the
509 /// mechanics of updating SSA information and revectoring the branch.
510 ///
511 void CEE::ForwardSuccessorTo(TerminatorInst *TI, unsigned SuccNo,
512                              BasicBlock *Dest, RegionInfo &RI) {
513   // If there are any PHI nodes in the Dest BB, we must duplicate the entry
514   // in the PHI node for the old successor to now include an entry from the
515   // current basic block.
516   //
517   BasicBlock *OldSucc = TI->getSuccessor(SuccNo);
518   BasicBlock *BB = TI->getParent();
519
520   DOUT << "Forwarding branch in basic block %" << BB->getName()
521        << " from block %" << OldSucc->getName() << " to block %"
522        << Dest->getName() << "\n"
523        << "Before forwarding: " << *BB->getParent();
524
525   // Because we know that there cannot be critical edges in the flow graph, and
526   // that OldSucc has multiple outgoing edges, this means that Dest cannot have
527   // multiple incoming edges.
528   //
529 #ifndef NDEBUG
530   pred_iterator DPI = pred_begin(Dest); ++DPI;
531   assert(DPI == pred_end(Dest) && "Critical edge found!!");
532 #endif
533
534   // Loop over any PHI nodes in the destination, eliminating them, because they
535   // may only have one input.
536   //
537   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&Dest->front())) {
538     assert(PN->getNumIncomingValues() == 1 && "Crit edge found!");
539     // Eliminate the PHI node
540     PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
541     Dest->getInstList().erase(PN);
542   }
543
544   // If there are values defined in the "OldSucc" basic block, we need to insert
545   // PHI nodes in the regions we are dealing with to emulate them.  This can
546   // insert dead phi nodes, but it is more trouble to see if they are used than
547   // to just blindly insert them.
548   //
549   if (EF->dominates(OldSucc, Dest)) {
550     // RegionExitBlocks - Find all of the blocks that are not dominated by Dest,
551     // but have predecessors that are.  Additionally, prune down the set to only
552     // include blocks that are dominated by OldSucc as well.
553     //
554     std::vector<BasicBlock*> RegionExitBlocks;
555     CalculateRegionExitBlocks(Dest, OldSucc, RegionExitBlocks);
556
557     for (BasicBlock::iterator I = OldSucc->begin(), E = OldSucc->end();
558          I != E; ++I)
559       if (I->getType() != Type::VoidTy) {
560         // Create and insert the PHI node into the top of Dest.
561         PHINode *NewPN = new PHINode(I->getType(), I->getName()+".fw_merge",
562                                      Dest->begin());
563         // There is definitely an edge from OldSucc... add the edge now
564         NewPN->addIncoming(I, OldSucc);
565
566         // There is also an edge from BB now, add the edge with the calculated
567         // value from the RI.
568         NewPN->addIncoming(getReplacementOrValue(I, RI), BB);
569
570         // Make everything in the Dest region use the new PHI node now...
571         ReplaceUsesOfValueInRegion(I, NewPN, Dest);
572
573         // Make sure that exits out of the region dominated by NewPN get PHI
574         // nodes that merge the values as appropriate.
575         InsertRegionExitMerges(NewPN, I, RegionExitBlocks);
576       }
577   }
578
579   // If there were PHI nodes in OldSucc, we need to remove the entry for this
580   // edge from the PHI node, and we need to replace any references to the PHI
581   // node with a new value.
582   //
583   for (BasicBlock::iterator I = OldSucc->begin(); isa<PHINode>(I); ) {
584     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
585
586     // Get the value flowing across the old edge and remove the PHI node entry
587     // for this edge: we are about to remove the edge!  Don't remove the PHI
588     // node yet though if this is the last edge into it.
589     Value *EdgeValue = PN->removeIncomingValue(BB, false);
590
591     // Make sure that anything that used to use PN now refers to EdgeValue
592     ReplaceUsesOfValueInRegion(PN, EdgeValue, Dest);
593
594     // If there is only one value left coming into the PHI node, replace the PHI
595     // node itself with the one incoming value left.
596     //
597     if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
598       assert(PN->getNumIncomingValues() == 1);
599       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
600       PN->getParent()->getInstList().erase(PN);
601       I = OldSucc->begin();
602     } else if (PN->getNumIncomingValues() == 0) {  // Nuke the PHI
603       // If we removed the last incoming value to this PHI, nuke the PHI node
604       // now.
605       PN->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(PN->getType()));
606       PN->getParent()->getInstList().erase(PN);
607       I = OldSucc->begin();
608     } else {
609       ++I;  // Otherwise, move on to the next PHI node
610     }
611   }
612
613   // Actually revector the branch now...
614   TI->setSuccessor(SuccNo, Dest);
615
616   // If we just introduced a critical edge in the flow graph, make sure to break
617   // it right away...
618   SplitCriticalEdge(TI, SuccNo, this);
619
620   // Make sure that we don't introduce critical edges from oldsucc now!
621   for (unsigned i = 0, e = OldSucc->getTerminator()->getNumSuccessors();
622        i != e; ++i)
623     SplitCriticalEdge(OldSucc->getTerminator(), i, this);
624
625   // Since we invalidated the CFG, recalculate the dominator set so that it is
626   // useful for later processing!
627   // FIXME: This is much worse than it really should be!
628   //EF->recalculate();
629
630   DOUT << "After forwarding: " << *BB->getParent();
631 }
632
633 /// ReplaceUsesOfValueInRegion - This method replaces all uses of Orig with uses
634 /// of New.  It only affects instructions that are defined in basic blocks that
635 /// are dominated by Head.
636 ///
637 void CEE::ReplaceUsesOfValueInRegion(Value *Orig, Value *New,
638                                      BasicBlock *RegionDominator) {
639   assert(Orig != New && "Cannot replace value with itself");
640   std::vector<Instruction*> InstsToChange;
641   std::vector<PHINode*>     PHIsToChange;
642   InstsToChange.reserve(Orig->getNumUses());
643
644   // Loop over instructions adding them to InstsToChange vector, this allows us
645   // an easy way to avoid invalidating the use_iterator at a bad time.
646   for (Value::use_iterator I = Orig->use_begin(), E = Orig->use_end();
647        I != E; ++I)
648     if (Instruction *User = dyn_cast<Instruction>(*I))
649       if (EF->dominates(RegionDominator, User->getParent()))
650         InstsToChange.push_back(User);
651       else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
652         PHIsToChange.push_back(PN);
653       }
654
655   // PHIsToChange contains PHI nodes that use Orig that do not live in blocks
656   // dominated by orig.  If the block the value flows in from is dominated by
657   // RegionDominator, then we rewrite the PHI
658   for (unsigned i = 0, e = PHIsToChange.size(); i != e; ++i) {
659     PHINode *PN = PHIsToChange[i];
660     for (unsigned j = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); j != e; ++j)
661       if (PN->getIncomingValue(j) == Orig &&
662           EF->dominates(RegionDominator, PN->getIncomingBlock(j)))
663         PN->setIncomingValue(j, New);
664   }
665
666   // Loop over the InstsToChange list, replacing all uses of Orig with uses of
667   // New.  This list contains all of the instructions in our region that use
668   // Orig.
669   for (unsigned i = 0, e = InstsToChange.size(); i != e; ++i)
670     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(InstsToChange[i])) {
671       // PHINodes must be handled carefully.  If the PHI node itself is in the
672       // region, we have to make sure to only do the replacement for incoming
673       // values that correspond to basic blocks in the region.
674       for (unsigned j = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); j != e; ++j)
675         if (PN->getIncomingValue(j) == Orig &&
676             EF->dominates(RegionDominator, PN->getIncomingBlock(j)))
677           PN->setIncomingValue(j, New);
678
679     } else {
680       InstsToChange[i]->replaceUsesOfWith(Orig, New);
681     }
682 }
683
684 static void CalcRegionExitBlocks(BasicBlock *Header, BasicBlock *BB,
685                                  std::set<BasicBlock*> &Visited,
686                                  ETForest &EF,
687                                  std::vector<BasicBlock*> &RegionExitBlocks) {
688   if (Visited.count(BB)) return;
689   Visited.insert(BB);
690
691   if (EF.dominates(Header, BB)) {  // Block in the region, recursively traverse
692     for (succ_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); I != E; ++I)
693       CalcRegionExitBlocks(Header, *I, Visited, EF, RegionExitBlocks);
694   } else {
695     // Header does not dominate this block, but we have a predecessor that does
696     // dominate us.  Add ourself to the list.
697     RegionExitBlocks.push_back(BB);
698   }
699 }
700
701 /// CalculateRegionExitBlocks - Find all of the blocks that are not dominated by
702 /// BB, but have predecessors that are.  Additionally, prune down the set to
703 /// only include blocks that are dominated by OldSucc as well.
704 ///
705 void CEE::CalculateRegionExitBlocks(BasicBlock *BB, BasicBlock *OldSucc,
706                                     std::vector<BasicBlock*> &RegionExitBlocks){
707   std::set<BasicBlock*> Visited;  // Don't infinite loop
708
709   // Recursively calculate blocks we are interested in...
710   CalcRegionExitBlocks(BB, BB, Visited, *EF, RegionExitBlocks);
711
712   // Filter out blocks that are not dominated by OldSucc...
713   for (unsigned i = 0; i != RegionExitBlocks.size(); ) {
714     if (EF->dominates(OldSucc, RegionExitBlocks[i]))
715       ++i;  // Block is ok, keep it.
716     else {
717       // Move to end of list...
718       std::swap(RegionExitBlocks[i], RegionExitBlocks.back());
719       RegionExitBlocks.pop_back();        // Nuke the end
720     }
721   }
722 }
723
724 void CEE::InsertRegionExitMerges(PHINode *BBVal, Instruction *OldVal,
725                              const std::vector<BasicBlock*> &RegionExitBlocks) {
726   assert(BBVal->getType() == OldVal->getType() && "Should be derived values!");
727   BasicBlock *BB = BBVal->getParent();
728
729   // Loop over all of the blocks we have to place PHIs in, doing it.
730   for (unsigned i = 0, e = RegionExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
731     BasicBlock *FBlock = RegionExitBlocks[i];  // Block on the frontier
732
733     // Create the new PHI node
734     PHINode *NewPN = new PHINode(BBVal->getType(),
735                                  OldVal->getName()+".fw_frontier",
736                                  FBlock->begin());
737
738     // Add an incoming value for every predecessor of the block...
739     for (pred_iterator PI = pred_begin(FBlock), PE = pred_end(FBlock);
740          PI != PE; ++PI) {
741       // If the incoming edge is from the region dominated by BB, use BBVal,
742       // otherwise use OldVal.
743       NewPN->addIncoming(EF->dominates(BB, *PI) ? BBVal : OldVal, *PI);
744     }
745
746     // Now make everyone dominated by this block use this new value!
747     ReplaceUsesOfValueInRegion(OldVal, NewPN, FBlock);
748   }
749 }
750
751
752
753 // BuildRankMap - This method builds the rank map data structure which gives
754 // each instruction/value in the function a value based on how early it appears
755 // in the function.  We give constants and globals rank 0, arguments are
756 // numbered starting at one, and instructions are numbered in reverse post-order
757 // from where the arguments leave off.  This gives instructions in loops higher
758 // values than instructions not in loops.
759 //
760 void CEE::BuildRankMap(Function &F) {
761   unsigned Rank = 1;  // Skip rank zero.
762
763   // Number the arguments...
764   for (Function::arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); I != E; ++I)
765     RankMap[I] = Rank++;
766
767   // Number the instructions in reverse post order...
768   ReversePostOrderTraversal<Function*> RPOT(&F);
769   for (ReversePostOrderTraversal<Function*>::rpo_iterator I = RPOT.begin(),
770          E = RPOT.end(); I != E; ++I)
771     for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin(), E = (*I)->end();
772          BBI != E; ++BBI)
773       if (BBI->getType() != Type::VoidTy)
774         RankMap[BBI] = Rank++;
775 }
776
777
778 // PropagateBranchInfo - When this method is invoked, we need to propagate
779 // information derived from the branch condition into the true and false
780 // branches of BI.  Since we know that there aren't any critical edges in the
781 // flow graph, this can proceed unconditionally.
782 //
783 void CEE::PropagateBranchInfo(BranchInst *BI) {
784   assert(BI->isConditional() && "Must be a conditional branch!");
785
786   // Propagate information into the true block...
787   //
788   PropagateEquality(BI->getCondition(), ConstantBool::getTrue(),
789                     getRegionInfo(BI->getSuccessor(0)));
790
791   // Propagate information into the false block...
792   //
793   PropagateEquality(BI->getCondition(), ConstantBool::getFalse(),
794                     getRegionInfo(BI->getSuccessor(1)));
795 }
796
797
798 // PropagateSwitchInfo - We need to propagate the value tested by the
799 // switch statement through each case block.
800 //
801 void CEE::PropagateSwitchInfo(SwitchInst *SI) {
802   // Propagate information down each of our non-default case labels.  We
803   // don't yet propagate information down the default label, because a
804   // potentially large number of inequality constraints provide less
805   // benefit per unit work than a single equality constraint.
806   //
807   Value *cond = SI->getCondition();
808   for (unsigned i = 1; i < SI->getNumSuccessors(); ++i)
809     PropagateEquality(cond, SI->getSuccessorValue(i),
810                       getRegionInfo(SI->getSuccessor(i)));
811 }
812
813
814 // PropagateEquality - If we discover that two values are equal to each other in
815 // a specified region, propagate this knowledge recursively.
816 //
817 void CEE::PropagateEquality(Value *Op0, Value *Op1, RegionInfo &RI) {
818   if (Op0 == Op1) return;  // Gee whiz. Are these really equal each other?
819
820   if (isa<Constant>(Op0))  // Make sure the constant is always Op1
821     std::swap(Op0, Op1);
822
823   // Make sure we don't already know these are equal, to avoid infinite loops...
824   ValueInfo &VI = RI.getValueInfo(Op0);
825
826   // Get information about the known relationship between Op0 & Op1
827   Relation &KnownRelation = VI.getRelation(Op1);
828
829   // If we already know they're equal, don't reprocess...
830   if (KnownRelation.getRelation() == Instruction::SetEQ)
831     return;
832
833   // If this is boolean, check to see if one of the operands is a constant.  If
834   // it's a constant, then see if the other one is one of a setcc instruction,
835   // an AND, OR, or XOR instruction.
836   //
837   if (ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(Op1)) {
838
839     if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
840       // If we know that this instruction is an AND instruction, and the result
841       // is true, this means that both operands to the OR are known to be true
842       // as well.
843       //
844       if (CB->getValue() && Inst->getOpcode() == Instruction::And) {
845         PropagateEquality(Inst->getOperand(0), CB, RI);
846         PropagateEquality(Inst->getOperand(1), CB, RI);
847       }
848
849       // If we know that this instruction is an OR instruction, and the result
850       // is false, this means that both operands to the OR are know to be false
851       // as well.
852       //
853       if (!CB->getValue() && Inst->getOpcode() == Instruction::Or) {
854         PropagateEquality(Inst->getOperand(0), CB, RI);
855         PropagateEquality(Inst->getOperand(1), CB, RI);
856       }
857
858       // If we know that this instruction is a NOT instruction, we know that the
859       // operand is known to be the inverse of whatever the current value is.
860       //
861       if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Inst))
862         if (BinaryOperator::isNot(BOp))
863           PropagateEquality(BinaryOperator::getNotArgument(BOp),
864                             ConstantBool::get(!CB->getValue()), RI);
865
866       // If we know the value of a SetCC instruction, propagate the information
867       // about the relation into this region as well.
868       //
869       if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Inst)) {
870         if (CB->getValue()) {  // If we know the condition is true...
871           // Propagate info about the LHS to the RHS & RHS to LHS
872           PropagateRelation(SCI->getOpcode(), SCI->getOperand(0),
873                             SCI->getOperand(1), RI);
874           PropagateRelation(SCI->getSwappedCondition(),
875                             SCI->getOperand(1), SCI->getOperand(0), RI);
876
877         } else {               // If we know the condition is false...
878           // We know the opposite of the condition is true...
879           Instruction::BinaryOps C = SCI->getInverseCondition();
880
881           PropagateRelation(C, SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1), RI);
882           PropagateRelation(SetCondInst::getSwappedCondition(C),
883                             SCI->getOperand(1), SCI->getOperand(0), RI);
884         }
885       }
886     }
887   }
888
889   // Propagate information about Op0 to Op1 & visa versa
890   PropagateRelation(Instruction::SetEQ, Op0, Op1, RI);
891   PropagateRelation(Instruction::SetEQ, Op1, Op0, RI);
892 }
893
894
895 // PropagateRelation - We know that the specified relation is true in all of the
896 // blocks in the specified region.  Propagate the information about Op0 and
897 // anything derived from it into this region.
898 //
899 void CEE::PropagateRelation(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0,
900                             Value *Op1, RegionInfo &RI) {
901   assert(Op0->getType() == Op1->getType() && "Equal types expected!");
902
903   // Constants are already pretty well understood.  We will apply information
904   // about the constant to Op1 in another call to PropagateRelation.
905   //
906   if (isa<Constant>(Op0)) return;
907
908   // Get the region information for this block to update...
909   ValueInfo &VI = RI.getValueInfo(Op0);
910
911   // Get information about the known relationship between Op0 & Op1
912   Relation &Op1R = VI.getRelation(Op1);
913
914   // Quick bailout for common case if we are reprocessing an instruction...
915   if (Op1R.getRelation() == Opcode)
916     return;
917
918   // If we already have information that contradicts the current information we
919   // are propagating, ignore this info.  Something bad must have happened!
920   //
921   if (Op1R.contradicts(Opcode, VI)) {
922     Op1R.contradicts(Opcode, VI);
923     cerr << "Contradiction found for opcode: "
924          << Instruction::getOpcodeName(Opcode) << "\n";
925     Op1R.print(*cerr.stream());
926     return;
927   }
928
929   // If the information propagated is new, then we want process the uses of this
930   // instruction to propagate the information down to them.
931   //
932   if (Op1R.incorporate(Opcode, VI))
933     UpdateUsersOfValue(Op0, RI);
934 }
935
936
937 // UpdateUsersOfValue - The information about V in this region has been updated.
938 // Propagate this to all consumers of the value.
939 //
940 void CEE::UpdateUsersOfValue(Value *V, RegionInfo &RI) {
941   for (Value::use_iterator I = V->use_begin(), E = V->use_end();
942        I != E; ++I)
943     if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(*I)) {
944       // If this is an instruction using a value that we know something about,
945       // try to propagate information to the value produced by the
946       // instruction.  We can only do this if it is an instruction we can
947       // propagate information for (a setcc for example), and we only WANT to
948       // do this if the instruction dominates this region.
949       //
950       // If the instruction doesn't dominate this region, then it cannot be
951       // used in this region and we don't care about it.  If the instruction
952       // is IN this region, then we will simplify the instruction before we
953       // get to uses of it anyway, so there is no reason to bother with it
954       // here.  This check is also effectively checking to make sure that Inst
955       // is in the same function as our region (in case V is a global f.e.).
956       //
957       if (EF->properlyDominates(Inst->getParent(), RI.getEntryBlock()))
958         IncorporateInstruction(Inst, RI);
959     }
960 }
961
962 // IncorporateInstruction - We just updated the information about one of the
963 // operands to the specified instruction.  Update the information about the
964 // value produced by this instruction
965 //
966 void CEE::IncorporateInstruction(Instruction *Inst, RegionInfo &RI) {
967   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Inst)) {
968     // See if we can figure out a result for this instruction...
969     Relation::KnownResult Result = getSetCCResult(SCI, RI);
970     if (Result != Relation::Unknown) {
971       PropagateEquality(SCI, ConstantBool::get(Result != 0), RI);
972     }
973   }
974 }
975
976
977 // ComputeReplacements - Some values are known to be equal to other values in a
978 // region.  For example if there is a comparison of equality between a variable
979 // X and a constant C, we can replace all uses of X with C in the region we are
980 // interested in.  We generalize this replacement to replace variables with
981 // other variables if they are equal and there is a variable with lower rank
982 // than the current one.  This offers a canonicalizing property that exposes
983 // more redundancies for later transformations to take advantage of.
984 //
985 void CEE::ComputeReplacements(RegionInfo &RI) {
986   // Loop over all of the values in the region info map...
987   for (RegionInfo::iterator I = RI.begin(), E = RI.end(); I != E; ++I) {
988     ValueInfo &VI = I->second;
989
990     // If we know that this value is a particular constant, set Replacement to
991     // the constant...
992     Value *Replacement = VI.getBounds().getSingleElement();
993
994     // If this value is not known to be some constant, figure out the lowest
995     // rank value that it is known to be equal to (if anything).
996     //
997     if (Replacement == 0) {
998       // Find out if there are any equality relationships with values of lower
999       // rank than VI itself...
1000       unsigned MinRank = getRank(I->first);
1001
1002       // Loop over the relationships known about Op0.
1003       const std::vector<Relation> &Relationships = VI.getRelationships();
1004       for (unsigned i = 0, e = Relationships.size(); i != e; ++i)
1005         if (Relationships[i].getRelation() == Instruction::SetEQ) {
1006           unsigned R = getRank(Relationships[i].getValue());
1007           if (R < MinRank) {
1008             MinRank = R;
1009             Replacement = Relationships[i].getValue();
1010           }
1011         }
1012     }
1013
1014     // If we found something to replace this value with, keep track of it.
1015     if (Replacement)
1016       VI.setReplacement(Replacement);
1017   }
1018 }
1019
1020 // SimplifyBasicBlock - Given information about values in region RI, simplify
1021 // the instructions in the specified basic block.
1022 //
1023 bool CEE::SimplifyBasicBlock(BasicBlock &BB, const RegionInfo &RI) {
1024   bool Changed = false;
1025   for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(), E = BB.end(); I != E; ) {
1026     Instruction *Inst = I++;
1027
1028     // Convert instruction arguments to canonical forms...
1029     Changed |= SimplifyInstruction(Inst, RI);
1030
1031     if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Inst)) {
1032       // Try to simplify a setcc instruction based on inherited information
1033       Relation::KnownResult Result = getSetCCResult(SCI, RI);
1034       if (Result != Relation::Unknown) {
1035         DOUT << "Replacing setcc with " << Result << " constant: " << *SCI;
1036
1037         SCI->replaceAllUsesWith(ConstantBool::get((bool)Result));
1038         // The instruction is now dead, remove it from the program.
1039         SCI->getParent()->getInstList().erase(SCI);
1040         ++NumSetCCRemoved;
1041         Changed = true;
1042       }
1043     }
1044   }
1045
1046   return Changed;
1047 }
1048
1049 // SimplifyInstruction - Inspect the operands of the instruction, converting
1050 // them to their canonical form if possible.  This takes care of, for example,
1051 // replacing a value 'X' with a constant 'C' if the instruction in question is
1052 // dominated by a true seteq 'X', 'C'.
1053 //
1054 bool CEE::SimplifyInstruction(Instruction *I, const RegionInfo &RI) {
1055   bool Changed = false;
1056
1057   for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
1058     if (const ValueInfo *VI = RI.requestValueInfo(I->getOperand(i)))
1059       if (Value *Repl = VI->getReplacement()) {
1060         // If we know if a replacement with lower rank than Op0, make the
1061         // replacement now.
1062         DOUT << "In Inst: " << *I << "  Replacing operand #" << i
1063              << " with " << *Repl << "\n";
1064         I->setOperand(i, Repl);
1065         Changed = true;
1066         ++NumOperandsCann;
1067       }
1068
1069   return Changed;
1070 }
1071
1072
1073 // getSetCCResult - Try to simplify a setcc instruction based on information
1074 // inherited from a dominating setcc instruction.  V is one of the operands to
1075 // the setcc instruction, and VI is the set of information known about it.  We
1076 // take two cases into consideration here.  If the comparison is against a
1077 // constant value, we can use the constant range to see if the comparison is
1078 // possible to succeed.  If it is not a comparison against a constant, we check
1079 // to see if there is a known relationship between the two values.  If so, we
1080 // may be able to eliminate the check.
1081 //
1082 Relation::KnownResult CEE::getSetCCResult(SetCondInst *SCI,
1083                                           const RegionInfo &RI) {
1084   Value *Op0 = SCI->getOperand(0), *Op1 = SCI->getOperand(1);
1085   Instruction::BinaryOps Opcode = SCI->getOpcode();
1086
1087   if (isa<Constant>(Op0)) {
1088     if (isa<Constant>(Op1)) {
1089       if (Constant *Result = ConstantFoldInstruction(SCI)) {
1090         // Wow, this is easy, directly eliminate the SetCondInst.
1091         DOUT << "Replacing setcc with constant fold: " << *SCI;
1092         return cast<ConstantBool>(Result)->getValue()
1093           ? Relation::KnownTrue : Relation::KnownFalse;
1094       }
1095     } else {
1096       // We want to swap this instruction so that operand #0 is the constant.
1097       std::swap(Op0, Op1);
1098       Opcode = SCI->getSwappedCondition();
1099     }
1100   }
1101
1102   // Try to figure out what the result of this comparison will be...
1103   Relation::KnownResult Result = Relation::Unknown;
1104
1105   // We have to know something about the relationship to prove anything...
1106   if (const ValueInfo *Op0VI = RI.requestValueInfo(Op0)) {
1107
1108     // At this point, we know that if we have a constant argument that it is in
1109     // Op1.  Check to see if we know anything about comparing value with a
1110     // constant, and if we can use this info to fold the setcc.
1111     //
1112     if (ConstantIntegral *C = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
1113       // Check to see if we already know the result of this comparison...
1114       ConstantRange R = ConstantRange(Opcode, C);
1115       ConstantRange Int = R.intersectWith(Op0VI->getBounds());
1116
1117       // If the intersection of the two ranges is empty, then the condition
1118       // could never be true!
1119       //
1120       if (Int.isEmptySet()) {
1121         Result = Relation::KnownFalse;
1122
1123       // Otherwise, if VI.getBounds() (the possible values) is a subset of R
1124       // (the allowed values) then we know that the condition must always be
1125       // true!
1126       //
1127       } else if (Int == Op0VI->getBounds()) {
1128         Result = Relation::KnownTrue;
1129       }
1130     } else {
1131       // If we are here, we know that the second argument is not a constant
1132       // integral.  See if we know anything about Op0 & Op1 that allows us to
1133       // fold this anyway.
1134       //
1135       // Do we have value information about Op0 and a relation to Op1?
1136       if (const Relation *Op2R = Op0VI->requestRelation(Op1))
1137         Result = Op2R->getImpliedResult(Opcode);
1138     }
1139   }
1140   return Result;
1141 }
1142
1143 //===----------------------------------------------------------------------===//
1144 //  Relation Implementation
1145 //===----------------------------------------------------------------------===//
1146
1147 // contradicts - Return true if the relationship specified by the operand
1148 // contradicts already known information.
1149 //
1150 bool Relation::contradicts(Instruction::BinaryOps Op,
1151                            const ValueInfo &VI) const {
1152   assert (Op != Instruction::Add && "Invalid relation argument!");
1153
1154   // If this is a relationship with a constant, make sure that this relationship
1155   // does not contradict properties known about the bounds of the constant.
1156   //
1157   if (ConstantIntegral *C = dyn_cast<ConstantIntegral>(Val))
1158     if (ConstantRange(Op, C).intersectWith(VI.getBounds()).isEmptySet())
1159       return true;
1160
1161   switch (Rel) {
1162   default: assert(0 && "Unknown Relationship code!");
1163   case Instruction::Add: return false;  // Nothing known, nothing contradicts
1164   case Instruction::SetEQ:
1165     return Op == Instruction::SetLT || Op == Instruction::SetGT ||
1166            Op == Instruction::SetNE;
1167   case Instruction::SetNE: return Op == Instruction::SetEQ;
1168   case Instruction::SetLE: return Op == Instruction::SetGT;
1169   case Instruction::SetGE: return Op == Instruction::SetLT;
1170   case Instruction::SetLT:
1171     return Op == Instruction::SetEQ || Op == Instruction::SetGT ||
1172            Op == Instruction::SetGE;
1173   case Instruction::SetGT:
1174     return Op == Instruction::SetEQ || Op == Instruction::SetLT ||
1175            Op == Instruction::SetLE;
1176   }
1177 }
1178
1179 // incorporate - Incorporate information in the argument into this relation
1180 // entry.  This assumes that the information doesn't contradict itself.  If any
1181 // new information is gained, true is returned, otherwise false is returned to
1182 // indicate that nothing was updated.
1183 //
1184 bool Relation::incorporate(Instruction::BinaryOps Op, ValueInfo &VI) {
1185   assert(!contradicts(Op, VI) &&
1186          "Cannot incorporate contradictory information!");
1187
1188   // If this is a relationship with a constant, make sure that we update the
1189   // range that is possible for the value to have...
1190   //
1191   if (ConstantIntegral *C = dyn_cast<ConstantIntegral>(Val))
1192     VI.getBounds() = ConstantRange(Op, C).intersectWith(VI.getBounds());
1193
1194   switch (Rel) {
1195   default: assert(0 && "Unknown prior value!");
1196   case Instruction::Add:   Rel = Op; return true;
1197   case Instruction::SetEQ: return false;  // Nothing is more precise
1198   case Instruction::SetNE: return false;  // Nothing is more precise
1199   case Instruction::SetLT: return false;  // Nothing is more precise
1200   case Instruction::SetGT: return false;  // Nothing is more precise
1201   case Instruction::SetLE:
1202     if (Op == Instruction::SetEQ || Op == Instruction::SetLT) {
1203       Rel = Op;
1204       return true;
1205     } else if (Op == Instruction::SetNE) {
1206       Rel = Instruction::SetLT;
1207       return true;
1208     }
1209     return false;
1210   case Instruction::SetGE: return Op == Instruction::SetLT;
1211     if (Op == Instruction::SetEQ || Op == Instruction::SetGT) {
1212       Rel = Op;
1213       return true;
1214     } else if (Op == Instruction::SetNE) {
1215       Rel = Instruction::SetGT;
1216       return true;
1217     }
1218     return false;
1219   }
1220 }
1221
1222 // getImpliedResult - If this relationship between two values implies that
1223 // the specified relationship is true or false, return that.  If we cannot
1224 // determine the result required, return Unknown.
1225 //
1226 Relation::KnownResult
1227 Relation::getImpliedResult(Instruction::BinaryOps Op) const {
1228   if (Rel == Op) return KnownTrue;
1229   if (Rel == SetCondInst::getInverseCondition(Op)) return KnownFalse;
1230
1231   switch (Rel) {
1232   default: assert(0 && "Unknown prior value!");
1233   case Instruction::SetEQ:
1234     if (Op == Instruction::SetLE || Op == Instruction::SetGE) return KnownTrue;
1235     if (Op == Instruction::SetLT || Op == Instruction::SetGT) return KnownFalse;
1236     break;
1237   case Instruction::SetLT:
1238     if (Op == Instruction::SetNE || Op == Instruction::SetLE) return KnownTrue;
1239     if (Op == Instruction::SetEQ) return KnownFalse;
1240     break;
1241   case Instruction::SetGT:
1242     if (Op == Instruction::SetNE || Op == Instruction::SetGE) return KnownTrue;
1243     if (Op == Instruction::SetEQ) return KnownFalse;
1244     break;
1245   case Instruction::SetNE:
1246   case Instruction::SetLE:
1247   case Instruction::SetGE:
1248   case Instruction::Add:
1249     break;
1250   }
1251   return Unknown;
1252 }
1253
1254
1255 //===----------------------------------------------------------------------===//
1256 // Printing Support...
1257 //===----------------------------------------------------------------------===//
1258
1259 // print - Implement the standard print form to print out analysis information.
1260 void CEE::print(std::ostream &O, const Module *M) const {
1261   O << "\nPrinting Correlated Expression Info:\n";
1262   for (std::map<BasicBlock*, RegionInfo>::const_iterator I =
1263          RegionInfoMap.begin(), E = RegionInfoMap.end(); I != E; ++I)
1264     I->second.print(O);
1265 }
1266
1267 // print - Output information about this region...
1268 void RegionInfo::print(std::ostream &OS) const {
1269   if (ValueMap.empty()) return;
1270
1271   OS << " RegionInfo for basic block: " << BB->getName() << "\n";
1272   for (std::map<Value*, ValueInfo>::const_iterator
1273          I = ValueMap.begin(), E = ValueMap.end(); I != E; ++I)
1274     I->second.print(OS, I->first);
1275   OS << "\n";
1276 }
1277
1278 // print - Output information about this value relation...
1279 void ValueInfo::print(std::ostream &OS, Value *V) const {
1280   if (Relationships.empty()) return;
1281
1282   if (V) {
1283     OS << "  ValueInfo for: ";
1284     WriteAsOperand(OS, V);
1285   }
1286   OS << "\n    Bounds = " << Bounds << "\n";
1287   if (Replacement) {
1288     OS << "    Replacement = ";
1289     WriteAsOperand(OS, Replacement);
1290     OS << "\n";
1291   }
1292   for (unsigned i = 0, e = Relationships.size(); i != e; ++i)
1293     Relationships[i].print(OS);
1294 }
1295
1296 // print - Output this relation to the specified stream
1297 void Relation::print(std::ostream &OS) const {
1298   OS << "    is ";
1299   switch (Rel) {
1300   default:           OS << "*UNKNOWN*"; break;
1301   case Instruction::SetEQ: OS << "== "; break;
1302   case Instruction::SetNE: OS << "!= "; break;
1303   case Instruction::SetLT: OS << "< "; break;
1304   case Instruction::SetGT: OS << "> "; break;
1305   case Instruction::SetLE: OS << "<= "; break;
1306   case Instruction::SetGE: OS << ">= "; break;
1307   }
1308
1309   WriteAsOperand(OS, Val);
1310   OS << "\n";
1311 }
1312
1313 // Don't inline these methods or else we won't be able to call them from GDB!
1314 void Relation::dump() const { print(*cerr.stream()); }
1315 void ValueInfo::dump() const { print(*cerr.stream(), 0); }
1316 void RegionInfo::dump() const { print(*cerr.stream()); }