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