Revert "CMake: Get rid of LLVMLibDeps.cmake and export the libraries normally."
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LazyValueInfo.cpp
index 659fa471aa82a0df257f59d93afbff4e9c61414f..74267e045ae7f1c9dd2840cea8e2ea8bd9a29add 100644 (file)
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
+#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include <map>
+#include <set>
 using namespace llvm;
 
 char LazyValueInfo::ID = 0;
-static RegisterPass<LazyValueInfo>
-X("lazy-value-info", "Lazy Value Information Analysis", false, true);
+INITIALIZE_PASS(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
+                "Lazy Value Information Analysis", false, true);
 
 namespace llvm {
   FunctionPass *createLazyValueInfoPass() { return new LazyValueInfo(); }
@@ -49,12 +54,15 @@ class LVILatticeVal {
   enum LatticeValueTy {
     /// undefined - This LLVM Value has no known value yet.
     undefined,
+    
     /// constant - This LLVM Value has a specific constant value.
     constant,
-    
     /// notconstant - This LLVM value is known to not have the specified value.
     notconstant,
     
+    /// constantrange
+    constantrange,
+    
     /// overdefined - This instruction is not known to be constant, and we know
     /// it has a value.
     overdefined
@@ -62,42 +70,62 @@ class LVILatticeVal {
   
   /// Val: This stores the current lattice value along with the Constant* for
   /// the constant if this is a 'constant' or 'notconstant' value.
-  PointerIntPair<Constant *, 2, LatticeValueTy> Val;
+  LatticeValueTy Tag;
+  Constant *Val;
+  ConstantRange Range;
   
 public:
-  LVILatticeVal() : Val(0, undefined) {}
+  LVILatticeVal() : Tag(undefined), Val(0), Range(1, true) {}
 
   static LVILatticeVal get(Constant *C) {
     LVILatticeVal Res;
-    Res.markConstant(C);
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C))
+      Res.markConstantRange(ConstantRange(CI->getValue(), CI->getValue()+1));
+    else if (!isa<UndefValue>(C))
+      Res.markConstant(C);
     return Res;
   }
   static LVILatticeVal getNot(Constant *C) {
     LVILatticeVal Res;
-    Res.markNotConstant(C);
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C))
+      Res.markConstantRange(ConstantRange(CI->getValue()+1, CI->getValue()));
+    else
+      Res.markNotConstant(C);
+    return Res;
+  }
+  static LVILatticeVal getRange(ConstantRange CR) {
+    LVILatticeVal Res;
+    Res.markConstantRange(CR);
     return Res;
   }
   
-  bool isUndefined() const   { return Val.getInt() == undefined; }
-  bool isConstant() const    { return Val.getInt() == constant; }
-  bool isNotConstant() const { return Val.getInt() == notconstant; }
-  bool isOverdefined() const { return Val.getInt() == overdefined; }
+  bool isUndefined() const     { return Tag == undefined; }
+  bool isConstant() const      { return Tag == constant; }
+  bool isNotConstant() const   { return Tag == notconstant; }
+  bool isConstantRange() const { return Tag == constantrange; }
+  bool isOverdefined() const   { return Tag == overdefined; }
   
   Constant *getConstant() const {
     assert(isConstant() && "Cannot get the constant of a non-constant!");
-    return Val.getPointer();
+    return Val;
   }
   
   Constant *getNotConstant() const {
     assert(isNotConstant() && "Cannot get the constant of a non-notconstant!");
-    return Val.getPointer();
+    return Val;
+  }
+  
+  ConstantRange getConstantRange() const {
+    assert(isConstantRange() &&
+           "Cannot get the constant-range of a non-constant-range!");
+    return Range;
   }
   
   /// markOverdefined - Return true if this is a change in status.
   bool markOverdefined() {
     if (isOverdefined())
       return false;
-    Val.setInt(overdefined);
+    Tag = overdefined;
     return true;
   }
 
@@ -109,9 +137,9 @@ public:
     }
     
     assert(isUndefined());
-    Val.setInt(constant);
+    Tag = constant;
     assert(V && "Marking constant with NULL");
-    Val.setPointer(V);
+    Val = V;
     return true;
   }
   
@@ -127,9 +155,29 @@ public:
     else
       assert(isUndefined());
 
-    Val.setInt(notconstant);
+    Tag = notconstant;
     assert(V && "Marking constant with NULL");
-    Val.setPointer(V);
+    Val = V;
+    return true;
+  }
+  
+  /// markConstantRange - Return true if this is a change in status.
+  bool markConstantRange(const ConstantRange NewR) {
+    if (isConstantRange()) {
+      if (NewR.isEmptySet())
+        return markOverdefined();
+      
+      bool changed = Range == NewR;
+      Range = NewR;
+      return changed;
+    }
+    
+    assert(isUndefined());
+    if (NewR.isEmptySet())
+      return markOverdefined();
+    
+    Tag = constantrange;
+    Range = NewR;
     return true;
   }
   
@@ -141,19 +189,59 @@ public:
 
     if (RHS.isNotConstant()) {
       if (isNotConstant()) {
-        if (getNotConstant() != RHS.getNotConstant())
+        if (getNotConstant() != RHS.getNotConstant() ||
+            isa<ConstantExpr>(getNotConstant()) ||
+            isa<ConstantExpr>(RHS.getNotConstant()))
           return markOverdefined();
         return false;
-      }
-      if (isConstant() && getConstant() != RHS.getNotConstant())
+      } else if (isConstant()) {
+        if (getConstant() == RHS.getNotConstant() ||
+            isa<ConstantExpr>(RHS.getNotConstant()) ||
+            isa<ConstantExpr>(getConstant()))
+          return markOverdefined();
+        return markNotConstant(RHS.getNotConstant());
+      } else if (isConstantRange()) {
         return markOverdefined();
+      }
+      
+      assert(isUndefined() && "Unexpected lattice");
       return markNotConstant(RHS.getNotConstant());
     }
     
-    // RHS must be a constant, we must be undef or constant.
-    if (isConstant() && getConstant() != RHS.getConstant())
+    if (RHS.isConstantRange()) {
+      if (isConstantRange()) {
+        ConstantRange NewR = Range.unionWith(RHS.getConstantRange());
+        if (NewR.isFullSet())
+          return markOverdefined();
+        else
+          return markConstantRange(NewR);
+      } else if (!isUndefined()) {
+        return markOverdefined();
+      }
+      
+      assert(isUndefined() && "Unexpected lattice");
+      return markConstantRange(RHS.getConstantRange());
+    }
+    
+    // RHS must be a constant, we must be undef, constant, or notconstant.
+    assert(!isConstantRange() &&
+           "Constant and ConstantRange cannot be merged.");
+    
+    if (isUndefined())
+      return markConstant(RHS.getConstant());
+    
+    if (isConstant()) {
+      if (getConstant() != RHS.getConstant())
+        return markOverdefined();
+      return false;
+    }
+
+    // If we are known "!=4" and RHS is "==5", stay at "!=4".
+    if (getNotConstant() == RHS.getConstant() ||
+        isa<ConstantExpr>(getNotConstant()) ||
+        isa<ConstantExpr>(RHS.getConstant()))
       return markOverdefined();
-    return markConstant(RHS.getConstant());
+    return false;
   }
   
 };
@@ -169,144 +257,596 @@ raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const LVILatticeVal &Val) {
 
   if (Val.isNotConstant())
     return OS << "notconstant<" << *Val.getNotConstant() << '>';
+  else if (Val.isConstantRange())
+    return OS << "constantrange<" << Val.getConstantRange().getLower() << ", "
+              << Val.getConstantRange().getUpper() << '>';
   return OS << "constant<" << *Val.getConstant() << '>';
 }
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                            LazyValueInfo Impl
+//                          LazyValueInfoCache Decl
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-bool LazyValueInfo::runOnFunction(Function &F) {
-  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
-  // Fully lazy.
-  return false;
-}
+namespace {
+  /// LazyValueInfoCache - This is the cache kept by LazyValueInfo which
+  /// maintains information about queries across the clients' queries.
+  class LazyValueInfoCache {
+  public:
+    /// BlockCacheEntryTy - This is a computed lattice value at the end of the
+    /// specified basic block for a Value* that depends on context.
+    typedef std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, LVILatticeVal> BlockCacheEntryTy;
+    
+    /// ValueCacheEntryTy - This is all of the cached block information for
+    /// exactly one Value*.  The entries are sorted by the BasicBlock* of the
+    /// entries, allowing us to do a lookup with a binary search.
+    typedef std::map<AssertingVH<BasicBlock>, LVILatticeVal> ValueCacheEntryTy;
 
-void LazyValueInfo::releaseMemory() {
-  // No caching yet.
-}
+  private:
+     /// LVIValueHandle - A callback value handle update the cache when
+     /// values are erased.
+    struct LVIValueHandle : public CallbackVH {
+      LazyValueInfoCache *Parent;
+      
+      LVIValueHandle(Value *V, LazyValueInfoCache *P)
+        : CallbackVH(V), Parent(P) { }
+      
+      void deleted();
+      void allUsesReplacedWith(Value* V) {
+        deleted();
+      }
+    };
 
-static LVILatticeVal GetValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB,
-                                     DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> &);
+    /// ValueCache - This is all of the cached information for all values,
+    /// mapped from Value* to key information.
+    std::map<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy> ValueCache;
+    
+    /// OverDefinedCache - This tracks, on a per-block basis, the set of 
+    /// values that are over-defined at the end of that block.  This is required
+    /// for cache updating.
+    std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> > OverDefinedCache;
 
-static LVILatticeVal GetValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *BBFrom,
-                                    BasicBlock *BBTo,
-                              DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> &BlockVals) {
-  // FIXME: Pull edge logic out of jump threading.
-  
-  
-  if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBFrom->getTerminator())) {
-    // If this is a conditional branch and only one successor goes to BBTo, then
-    // we maybe able to infer something from the condition. 
-    if (BI->isConditional() &&
-        BI->getSuccessor(0) != BI->getSuccessor(1)) {
-      bool isTrueDest = BI->getSuccessor(0) == BBTo;
-      assert(BI->getSuccessor(!isTrueDest) == BBTo &&
-             "BBTo isn't a successor of BBFrom");
-      
-      // If V is the condition of the branch itself, then we know exactly what
-      // it is.
-      if (BI->getCondition() == V)
-        return LVILatticeVal::get(ConstantInt::get(
-                                 Type::getInt1Ty(V->getContext()), isTrueDest));
+  public:
+    
+    /// getValueInBlock - This is the query interface to determine the lattice
+    /// value for the specified Value* at the end of the specified block.
+    LVILatticeVal getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB);
+
+    /// getValueOnEdge - This is the query interface to determine the lattice
+    /// value for the specified Value* that is true on the specified edge.
+    LVILatticeVal getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,BasicBlock *ToBB);
+    
+    /// threadEdge - This is the update interface to inform the cache that an
+    /// edge from PredBB to OldSucc has been threaded to be from PredBB to
+    /// NewSucc.
+    void threadEdge(BasicBlock *PredBB,BasicBlock *OldSucc,BasicBlock *NewSucc);
+    
+    /// eraseBlock - This is part of the update interface to inform the cache
+    /// that a block has been deleted.
+    void eraseBlock(BasicBlock *BB);
+    
+    /// clear - Empty the cache.
+    void clear() {
+      ValueCache.clear();
+      OverDefinedCache.clear();
+    }
+  };
+} // end anonymous namespace
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                              LVIQuery Impl
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+  /// LVIQuery - This is a transient object that exists while a query is
+  /// being performed.
+  ///
+  /// TODO: Reuse LVIQuery instead of recreating it for every query, this avoids
+  /// reallocation of the densemap on every query.
+  class LVIQuery {
+    typedef LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy BlockCacheEntryTy;
+    typedef LazyValueInfoCache::ValueCacheEntryTy ValueCacheEntryTy;
+    
+    /// This is the current value being queried for.
+    Value *Val;
+    
+    /// This is a pointer to the owning cache, for recursive queries.
+    LazyValueInfoCache &Parent;
+
+    /// This is all of the cached information about this value.
+    ValueCacheEntryTy &Cache;
+    
+    /// This tracks, for each block, what values are overdefined.
+    std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> > &OverDefinedCache;
+    
+    ///  NewBlocks - This is a mapping of the new BasicBlocks which have been
+    /// added to cache but that are not in sorted order.
+    DenseSet<BasicBlock*> NewBlockInfo;
+    
+  public:
+    
+    LVIQuery(Value *V, LazyValueInfoCache &P,
+             ValueCacheEntryTy &VC,
+             std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> > &ODC)
+      : Val(V), Parent(P), Cache(VC), OverDefinedCache(ODC) {
+    }
+
+    ~LVIQuery() {
+      // When the query is done, insert the newly discovered facts into the
+      // cache in sorted order.
+      if (NewBlockInfo.empty()) return;
       
-      // If the condition of the branch is an equality comparison, we may be
-      // able to infer the value.
-      if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
-        if (ICI->isEquality() && ICI->getOperand(0) == V &&
-            isa<Constant>(ICI->getOperand(1))) {
-          // We know that V has the RHS constant if this is a true SETEQ or
-          // false SETNE. 
-          if (isTrueDest == (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ))
-            return LVILatticeVal::get(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
-          return LVILatticeVal::getNot(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
-        }
+      for (DenseSet<BasicBlock*>::iterator I = NewBlockInfo.begin(),
+           E = NewBlockInfo.end(); I != E; ++I) {
+        if (Cache[*I].isOverdefined())
+          OverDefinedCache.insert(std::make_pair(*I, Val));
+      }
     }
+
+    LVILatticeVal getBlockValue(BasicBlock *BB);
+    LVILatticeVal getEdgeValue(BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB);
+
+  private:
+    LVILatticeVal getCachedEntryForBlock(BasicBlock *BB);
+  };
+} // end anonymous namespace
+
+void LazyValueInfoCache::LVIValueHandle::deleted() {
+  for (std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> >::iterator
+       I = Parent->OverDefinedCache.begin(),
+       E = Parent->OverDefinedCache.end();
+       I != E; ) {
+    std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> >::iterator tmp = I;
+    ++I;
+    if (tmp->second == getValPtr())
+      Parent->OverDefinedCache.erase(tmp);
   }
   
-  // TODO: Info from switch.
-  
-  
-  // Otherwise see if the value is known in the block.
-  return GetValueInBlock(V, BBFrom, BlockVals);
+  // This erasure deallocates *this, so it MUST happen after we're done
+  // using any and all members of *this.
+  Parent->ValueCache.erase(*this);
 }
 
-static LVILatticeVal GetValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB,
-                              DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> &BlockVals) {
-  // See if we already have a value for this block.
-  LVILatticeVal &BBLV = BlockVals[BB];
+void LazyValueInfoCache::eraseBlock(BasicBlock *BB) {
+  for (std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> >::iterator
+       I = OverDefinedCache.begin(), E = OverDefinedCache.end(); I != E; ) {
+    std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> >::iterator tmp = I;
+    ++I;
+    if (tmp->first == BB)
+      OverDefinedCache.erase(tmp);
+  }
+
+  for (std::map<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy>::iterator
+       I = ValueCache.begin(), E = ValueCache.end(); I != E; ++I)
+    I->second.erase(BB);
+}
+
+/// getCachedEntryForBlock - See if we already have a value for this block.  If
+/// so, return it, otherwise create a new entry in the Cache map to use.
+LVILatticeVal LVIQuery::getCachedEntryForBlock(BasicBlock *BB) {
+  NewBlockInfo.insert(BB);
+  return Cache[BB];
+}
 
+LVILatticeVal LVIQuery::getBlockValue(BasicBlock *BB) {
+  // See if we already have a value for this block.
+  LVILatticeVal BBLV = getCachedEntryForBlock(BB);
+  
   // If we've already computed this block's value, return it.
-  if (!BBLV.isUndefined())
+  if (!BBLV.isUndefined()) {
+    DEBUG(dbgs() << "  reuse BB '" << BB->getName() << "' val=" << BBLV <<'\n');
     return BBLV;
-  
+  }
+
   // Otherwise, this is the first time we're seeing this block.  Reset the
   // lattice value to overdefined, so that cycles will terminate and be
   // conservatively correct.
   BBLV.markOverdefined();
-
-  LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
+  Cache[BB] = BBLV;
   
-  // If V is live in to BB, see if our predecessors know anything about it.
-  Instruction *BBI = dyn_cast<Instruction>(V);
+  Instruction *BBI = dyn_cast<Instruction>(Val);
   if (BBI == 0 || BBI->getParent() != BB) {
-    unsigned NumPreds = 0;
+    LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
+    
+    // If this is a pointer, and there's a load from that pointer in this BB,
+    // then we know that the pointer can't be NULL.
+    bool NotNull = false;
+    if (Val->getType()->isPointerTy()) {
+      for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();BI != BE;++BI){
+        LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(BI);
+        if (L && L->getPointerAddressSpace() == 0 &&
+            L->getPointerOperand()->getUnderlyingObject() ==
+              Val->getUnderlyingObject()) {
+          NotNull = true;
+          break;
+        }
+      }
+    }
     
+    unsigned NumPreds = 0;    
     // Loop over all of our predecessors, merging what we know from them into
     // result.
     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
-      Result.mergeIn(GetValueOnEdge(V, *PI, BB, BlockVals));
+      Result.mergeIn(getEdgeValue(*PI, BB));
       
       // If we hit overdefined, exit early.  The BlockVals entry is already set
       // to overdefined.
-      if (Result.isOverdefined())
+      if (Result.isOverdefined()) {
+        DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                     << "' - overdefined because of pred.\n");
+        // If we previously determined that this is a pointer that can't be null
+        // then return that rather than giving up entirely.
+        if (NotNull) {
+          const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
+          Result = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(PTy));
+        }
+        
         return Result;
+      }
       ++NumPreds;
     }
     
+    
     // If this is the entry block, we must be asking about an argument.  The
     // value is overdefined.
     if (NumPreds == 0 && BB == &BB->getParent()->front()) {
-      assert(isa<Argument>(V) && "Unknown live-in to the entry block");
+      assert(isa<Argument>(Val) && "Unknown live-in to the entry block");
       Result.markOverdefined();
       return Result;
     }
-
+    
     // Return the merged value, which is more precise than 'overdefined'.
     assert(!Result.isOverdefined());
-    return BlockVals[BB] = Result;
+    return Cache[BB] = Result;
   }
-
+  
   // If this value is defined by an instruction in this block, we have to
   // process it here somehow or return overdefined.
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
-    (void)PN;
-    // TODO: PHI Translation in preds.
-  } else {
+    LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
+    
+    // Loop over all of our predecessors, merging what we know from them into
+    // result.
+    for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
+      Value* PhiVal = PN->getIncomingValueForBlock(*PI);
+      Result.mergeIn(Parent.getValueOnEdge(PhiVal, *PI, BB));
+      
+      // If we hit overdefined, exit early.  The BlockVals entry is already set
+      // to overdefined.
+      if (Result.isOverdefined()) {
+        DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                     << "' - overdefined because of pred.\n");
+        return Result;
+      }
+    }
     
+    // Return the merged value, which is more precise than 'overdefined'.
+    assert(!Result.isOverdefined());
+    return Cache[BB] = Result;
+  }
+
+  assert(Cache[BB].isOverdefined() && "Recursive query changed our cache?");
+
+  // We can only analyze the definitions of certain classes of instructions
+  // (integral binops and casts at the moment), so bail if this isn't one.
+  LVILatticeVal Result;
+  if ((!isa<BinaryOperator>(BBI) && !isa<CastInst>(BBI)) ||
+     !BBI->getType()->isIntegerTy()) {
+    DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                 << "' - overdefined because inst def found.\n");
+    Result.markOverdefined();
+    return Result;
+  }
+   
+  // FIXME: We're currently limited to binops with a constant RHS.  This should
+  // be improved.
+  BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(BBI);
+  if (BO && !isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) { 
+    DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                 << "' - overdefined because inst def found.\n");
+
+    Result.markOverdefined();
+    return Result;
+  }  
+
+  // Figure out the range of the LHS.  If that fails, bail.
+  LVILatticeVal LHSVal = Parent.getValueInBlock(BBI->getOperand(0), BB);
+  if (!LHSVal.isConstantRange()) {
+    Result.markOverdefined();
+    return Result;
   }
   
-  Result.markOverdefined();
-  return BlockVals[BB] = Result;
+  ConstantInt *RHS = 0;
+  ConstantRange LHSRange = LHSVal.getConstantRange();
+  ConstantRange RHSRange(1);
+  const IntegerType *ResultTy = cast<IntegerType>(BBI->getType());
+  if (isa<BinaryOperator>(BBI)) {
+    RHS = dyn_cast<ConstantInt>(BBI->getOperand(1));
+    if (!RHS) {
+      Result.markOverdefined();
+      return Result;
+    }
+    
+    RHSRange = ConstantRange(RHS->getValue(), RHS->getValue()+1);
+  }
+      
+  // NOTE: We're currently limited by the set of operations that ConstantRange
+  // can evaluate symbolically.  Enhancing that set will allows us to analyze
+  // more definitions.
+  switch (BBI->getOpcode()) {
+  case Instruction::Add:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.add(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Sub:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.sub(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Mul:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.multiply(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::UDiv:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.udiv(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Shl:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.shl(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::LShr:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.lshr(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Trunc:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.truncate(ResultTy->getBitWidth()));
+    break;
+  case Instruction::SExt:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.signExtend(ResultTy->getBitWidth()));
+    break;
+  case Instruction::ZExt:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.zeroExtend(ResultTy->getBitWidth()));
+    break;
+  case Instruction::BitCast:
+    Result.markConstantRange(LHSRange);
+    break;
+  case Instruction::And:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.binaryAnd(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Or:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.binaryOr(RHSRange));
+    break;
+  
+  // Unhandled instructions are overdefined.
+  default:
+    DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                 << "' - overdefined because inst def found.\n");
+    Result.markOverdefined();
+    break;
+  }
+  
+  return Cache[BB] = Result;
 }
 
 
-Constant *LazyValueInfo::getConstant(Value *V, BasicBlock *BB) {
-  // If already a constant, return it.
+/// getEdgeValue - This method attempts to infer more complex 
+LVILatticeVal LVIQuery::getEdgeValue(BasicBlock *BBFrom, BasicBlock *BBTo) {
+  // TODO: Handle more complex conditionals.  If (v == 0 || v2 < 1) is false, we
+  // know that v != 0.
+  if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBFrom->getTerminator())) {
+    // If this is a conditional branch and only one successor goes to BBTo, then
+    // we maybe able to infer something from the condition. 
+    if (BI->isConditional() &&
+        BI->getSuccessor(0) != BI->getSuccessor(1)) {
+      bool isTrueDest = BI->getSuccessor(0) == BBTo;
+      assert(BI->getSuccessor(!isTrueDest) == BBTo &&
+             "BBTo isn't a successor of BBFrom");
+      
+      // If V is the condition of the branch itself, then we know exactly what
+      // it is.
+      if (BI->getCondition() == Val)
+        return LVILatticeVal::get(ConstantInt::get(
+                              Type::getInt1Ty(Val->getContext()), isTrueDest));
+      
+      // If the condition of the branch is an equality comparison, we may be
+      // able to infer the value.
+      ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
+      if (ICI && ICI->getOperand(0) == Val &&
+          isa<Constant>(ICI->getOperand(1))) {
+        if (ICI->isEquality()) {
+          // We know that V has the RHS constant if this is a true SETEQ or
+          // false SETNE. 
+          if (isTrueDest == (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ))
+            return LVILatticeVal::get(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
+          return LVILatticeVal::getNot(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
+        }
+          
+        if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
+          // Calculate the range of values that would satisfy the comparison.
+          ConstantRange CmpRange(CI->getValue(), CI->getValue()+1);
+          ConstantRange TrueValues =
+            ConstantRange::makeICmpRegion(ICI->getPredicate(), CmpRange);
+            
+          // If we're interested in the false dest, invert the condition.
+          if (!isTrueDest) TrueValues = TrueValues.inverse();
+          
+          // Figure out the possible values of the query BEFORE this branch.  
+          LVILatticeVal InBlock = getBlockValue(BBFrom);
+          if (!InBlock.isConstantRange())
+            return LVILatticeVal::getRange(TrueValues);
+            
+          // Find all potential values that satisfy both the input and output
+          // conditions.
+          ConstantRange PossibleValues =
+            TrueValues.intersectWith(InBlock.getConstantRange());
+            
+          return LVILatticeVal::getRange(PossibleValues);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // If the edge was formed by a switch on the value, then we may know exactly
+  // what it is.
+  if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BBFrom->getTerminator())) {
+    if (SI->getCondition() == Val) {
+      // We don't know anything in the default case.
+      if (SI->getDefaultDest() == BBTo) {
+        LVILatticeVal Result;
+        Result.markOverdefined();
+        return Result;
+      }
+      
+      // We only know something if there is exactly one value that goes from
+      // BBFrom to BBTo.
+      unsigned NumEdges = 0;
+      ConstantInt *EdgeVal = 0;
+      for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
+        if (SI->getSuccessor(i) != BBTo) continue;
+        if (NumEdges++) break;
+        EdgeVal = SI->getCaseValue(i);
+      }
+      assert(EdgeVal && "Missing successor?");
+      if (NumEdges == 1)
+        return LVILatticeVal::get(EdgeVal);
+    }
+  }
+  
+  // Otherwise see if the value is known in the block.
+  return getBlockValue(BBFrom);
+}
+
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                         LazyValueInfoCache Impl
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB) {
+  // If already a constant, there is nothing to compute.
   if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(V))
-    return VC;
+    return LVILatticeVal::get(VC);
   
-  DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> BlockValues;
+  DEBUG(dbgs() << "LVI Getting block end value " << *V << " at '"
+        << BB->getName() << "'\n");
   
-  DEBUG(errs() << "Getting value " << *V << " at end of block '"
-               << BB->getName() << "'\n");
-  LVILatticeVal Result = GetValueInBlock(V, BB, BlockValues);
+  LVILatticeVal Result = LVIQuery(V, *this,
+                                ValueCache[LVIValueHandle(V, this)], 
+                                OverDefinedCache).getBlockValue(BB);
   
-  DEBUG(errs() << "  Result = " << Result << "\n");
+  DEBUG(dbgs() << "  Result = " << Result << "\n");
+  return Result;
+}
 
+LVILatticeVal LazyValueInfoCache::
+getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB) {
+  // If already a constant, there is nothing to compute.
+  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(V))
+    return LVILatticeVal::get(VC);
+  
+  DEBUG(dbgs() << "LVI Getting edge value " << *V << " from '"
+        << FromBB->getName() << "' to '" << ToBB->getName() << "'\n");
+  
+  LVILatticeVal Result =
+    LVIQuery(V, *this, ValueCache[LVIValueHandle(V, this)],
+             OverDefinedCache).getEdgeValue(FromBB, ToBB);
+  
+  DEBUG(dbgs() << "  Result = " << Result << "\n");
+  
+  return Result;
+}
+
+void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
+                                    BasicBlock *NewSucc) {
+  // When an edge in the graph has been threaded, values that we could not 
+  // determine a value for before (i.e. were marked overdefined) may be possible
+  // to solve now.  We do NOT try to proactively update these values.  Instead,
+  // we clear their entries from the cache, and allow lazy updating to recompute
+  // them when needed.
+  
+  // The updating process is fairly simple: we need to dropped cached info
+  // for all values that were marked overdefined in OldSucc, and for those same
+  // values in any successor of OldSucc (except NewSucc) in which they were
+  // also marked overdefined.
+  std::vector<BasicBlock*> worklist;
+  worklist.push_back(OldSucc);
+  
+  DenseSet<Value*> ClearSet;
+  for (std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> >::iterator
+       I = OverDefinedCache.begin(), E = OverDefinedCache.end(); I != E; ++I) {
+    if (I->first == OldSucc)
+      ClearSet.insert(I->second);
+  }
+  
+  // Use a worklist to perform a depth-first search of OldSucc's successors.
+  // NOTE: We do not need a visited list since any blocks we have already
+  // visited will have had their overdefined markers cleared already, and we
+  // thus won't loop to their successors.
+  while (!worklist.empty()) {
+    BasicBlock *ToUpdate = worklist.back();
+    worklist.pop_back();
+    
+    // Skip blocks only accessible through NewSucc.
+    if (ToUpdate == NewSucc) continue;
+    
+    bool changed = false;
+    for (DenseSet<Value*>::iterator I = ClearSet.begin(),E = ClearSet.end();
+         I != E; ++I) {
+      // If a value was marked overdefined in OldSucc, and is here too...
+      std::set<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> >::iterator OI =
+        OverDefinedCache.find(std::make_pair(ToUpdate, *I));
+      if (OI == OverDefinedCache.end()) continue;
+
+      // Remove it from the caches.
+      ValueCacheEntryTy &Entry = ValueCache[LVIValueHandle(*I, this)];
+      ValueCacheEntryTy::iterator CI = Entry.find(ToUpdate);
+        
+      assert(CI != Entry.end() && "Couldn't find entry to update?");
+      Entry.erase(CI);
+      OverDefinedCache.erase(OI);
+
+      // If we removed anything, then we potentially need to update 
+      // blocks successors too.
+      changed = true;
+    }
+        
+    if (!changed) continue;
+    
+    worklist.insert(worklist.end(), succ_begin(ToUpdate), succ_end(ToUpdate));
+  }
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                            LazyValueInfo Impl
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+/// getCache - This lazily constructs the LazyValueInfoCache.
+static LazyValueInfoCache &getCache(void *&PImpl) {
+  if (!PImpl)
+    PImpl = new LazyValueInfoCache();
+  return *static_cast<LazyValueInfoCache*>(PImpl);
+}
+
+bool LazyValueInfo::runOnFunction(Function &F) {
+  if (PImpl)
+    getCache(PImpl).clear();
+  
+  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
+  // Fully lazy.
+  return false;
+}
+
+void LazyValueInfo::releaseMemory() {
+  // If the cache was allocated, free it.
+  if (PImpl) {
+    delete &getCache(PImpl);
+    PImpl = 0;
+  }
+}
+
+Constant *LazyValueInfo::getConstant(Value *V, BasicBlock *BB) {
+  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl).getValueInBlock(V, BB);
+  
   if (Result.isConstant())
     return Result.getConstant();
+  else if (Result.isConstantRange()) {
+    ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
+    if (const APInt *SingleVal = CR.getSingleElement())
+      return ConstantInt::get(V->getContext(), *SingleVal);
+  }
   return 0;
 }
 
@@ -314,20 +854,15 @@ Constant *LazyValueInfo::getConstant(Value *V, BasicBlock *BB) {
 /// constant on the specified edge.  Return null if not.
 Constant *LazyValueInfo::getConstantOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,
                                            BasicBlock *ToBB) {
-  // If already a constant, return it.
-  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(V))
-    return VC;
-  
-  DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> BlockValues;
-  
-  DEBUG(errs() << "Getting value " << *V << " on edge from '"
-               << FromBB->getName() << "' to '" << ToBB->getName() << "'\n");
-  LVILatticeVal Result = GetValueOnEdge(V, FromBB, ToBB, BlockValues);
-  
-  DEBUG(errs() << "  Result = " << Result << "\n");
+  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB);
   
   if (Result.isConstant())
     return Result.getConstant();
+  else if (Result.isConstantRange()) {
+    ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
+    if (const APInt *SingleVal = CR.getSingleElement())
+      return ConstantInt::get(V->getContext(), *SingleVal);
+  }
   return 0;
 }
 
@@ -337,19 +872,7 @@ Constant *LazyValueInfo::getConstantOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,
 LazyValueInfo::Tristate
 LazyValueInfo::getPredicateOnEdge(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
                                   BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB) {
-  LVILatticeVal Result;
-  
-  // If already a constant, we can use constant folding.
-  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(V)) {
-    Result = LVILatticeVal::get(VC);
-  } else {
-    DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> BlockValues;
-    
-    DEBUG(errs() << "Getting value " << *V << " on edge from '"
-          << FromBB->getName() << "' to '" << ToBB->getName() << "'\n");
-    Result = GetValueOnEdge(V, FromBB, ToBB, BlockValues);
-    DEBUG(errs() << "  Result = " << Result << "\n");
-  }
+  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB);
   
   // If we know the value is a constant, evaluate the conditional.
   Constant *Res = 0;
@@ -357,7 +880,40 @@ LazyValueInfo::getPredicateOnEdge(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
     Res = ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, Result.getConstant(), C, TD);
     if (ConstantInt *ResCI = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(Res))
       return ResCI->isZero() ? False : True;
-  } else if (Result.isNotConstant()) {
+    return Unknown;
+  }
+  
+  if (Result.isConstantRange()) {
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C);
+    if (!CI) return Unknown;
+    
+    ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
+      if (!CR.contains(CI->getValue()))
+        return False;
+      
+      if (CR.isSingleElement() && CR.contains(CI->getValue()))
+        return True;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
+      if (!CR.contains(CI->getValue()))
+        return True;
+      
+      if (CR.isSingleElement() && CR.contains(CI->getValue()))
+        return False;
+    }
+    
+    // Handle more complex predicates.
+    ConstantRange RHS(CI->getValue(), CI->getValue()+1);
+    ConstantRange TrueValues = ConstantRange::makeICmpRegion(Pred, RHS);
+    if (CR.intersectWith(TrueValues).isEmptySet())
+      return False;
+    else if (TrueValues.contains(CR))
+      return True;
+    
+    return Unknown;
+  }
+  
+  if (Result.isNotConstant()) {
     // If this is an equality comparison, we can try to fold it knowing that
     // "V != C1".
     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
@@ -368,14 +924,22 @@ LazyValueInfo::getPredicateOnEdge(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
         return False;
     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
       // !C1 != C -> true iff C1 == C.
-      Res = ConstantFoldCompareInstOperands(ICmpInst::ICMP_EQ,
+      Res = ConstantFoldCompareInstOperands(ICmpInst::ICMP_NE,
                                             Result.getNotConstant(), C, TD);
       if (Res->isNullValue())
         return True;
     }
+    return Unknown;
   }
   
   return Unknown;
 }
 
+void LazyValueInfo::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
+                               BasicBlock* NewSucc) {
+  if (PImpl) getCache(PImpl).threadEdge(PredBB, OldSucc, NewSucc);
+}
 
+void LazyValueInfo::eraseBlock(BasicBlock *BB) {
+  if (PImpl) getCache(PImpl).eraseBlock(BB);
+}