Undo previous patch. It is not that simple to fix dom info here.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / PredicateSimplifier.cpp
index 4d86f6aa46ce1c7b26cf91e2dbe16bd15ec534d5..2672e4e762a6fc9dedf2bdf15d1ef9cbecc67125 100644 (file)
@@ -1,11 +1,11 @@
-//===-- PredicateSimplifier.cpp - Path Sensitive Simplifier -----------===//
+//===-- PredicateSimplifier.cpp - Path Sensitive Simplifier ---------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Nick Lewycky and is distributed under the
-// University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
-//===------------------------------------------------------------------===//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // Path-sensitive optimizer. In a branch where x == y, replace uses of
 // x with y. Permits further optimization, such as the elimination of
 //     foo(); // unreachable
 // }
 //
-//===------------------------------------------------------------------===//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This optimization works by substituting %q for %p when protected by a
-// conditional that assures us of that fact. Properties are stored as
-// relationships between two values.
+// The InequalityGraph focusses on four properties; equals, not equals,
+// less-than and less-than-or-equals-to. The greater-than forms are also held
+// just to allow walking from a lesser node to a greater one. These properties
+// are stored in a lattice; LE can become LT or EQ, NE can become LT or GT.
 //
-//===------------------------------------------------------------------===//
+// These relationships define a graph between values of the same type. Each
+// Value is stored in a map table that retrieves the associated Node. This
+// is how EQ relationships are stored; the map contains pointers from equal
+// Value to the same node. The node contains a most canonical Value* form
+// and the list of known relationships with other nodes.
+//
+// If two nodes are known to be inequal, then they will contain pointers to
+// each other with an "NE" relationship. If node getNode(%x) is less than
+// getNode(%y), then the %x node will contain <%y, GT> and %y will contain
+// <%x, LT>. This allows us to tie nodes together into a graph like this:
+//
+//   %a < %b < %c < %d
+//
+// with four nodes representing the properties. The InequalityGraph provides
+// querying with "isRelatedBy" and mutators "addEquality" and "addInequality".
+// To find a relationship, we start with one of the nodes any binary search
+// through its list to find where the relationships with the second node start.
+// Then we iterate through those to find the first relationship that dominates
+// our context node.
+//
+// To create these properties, we wait until a branch or switch instruction
+// implies that a particular value is true (or false). The VRPSolver is
+// responsible for analyzing the variable and seeing what new inferences
+// can be made from each property. For example:
+//
+//   %P = icmp ne i32* %ptr, null
+//   %a = and i1 %P, %Q
+//   br i1 %a label %cond_true, label %cond_false
+//
+// For the true branch, the VRPSolver will start with %a EQ true and look at
+// the definition of %a and find that it can infer that %P and %Q are both
+// true. From %P being true, it can infer that %ptr NE null. For the false
+// branch it can't infer anything from the "and" instruction.
+//
+// Besides branches, we can also infer properties from instruction that may
+// have undefined behaviour in certain cases. For example, the dividend of
+// a division may never be zero. After the division instruction, we may assume
+// that the dividend is not equal to zero.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// The ValueRanges class stores the known integer bounds of a Value. When we
+// encounter i8 %a u< %b, the ValueRanges stores that %a = [1, 255] and
+// %b = [0, 254].
+//
+// It never stores an empty range, because that means that the code is
+// unreachable. It never stores a single-element range since that's an equality
+// relationship and better stored in the InequalityGraph, nor an empty range
+// since that is better stored in UnreachableBlocks.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "predsimplify"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SetOperations.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Assembly/Writer.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
-#include <iostream>
+#include "llvm/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include <algorithm>
+#include <deque>
+#include <stack>
 using namespace llvm;
 
-typedef DominatorTree::Node DTNodeType;
+STATISTIC(NumVarsReplaced, "Number of argument substitutions");
+STATISTIC(NumInstruction , "Number of instructions removed");
+STATISTIC(NumSimple      , "Number of simple replacements");
+STATISTIC(NumBlocks      , "Number of blocks marked unreachable");
+STATISTIC(NumSnuggle     , "Number of comparisons snuggled");
 
 namespace {
-  Statistic<>
-  NumVarsReplaced("predsimplify", "Number of argument substitutions");
-  Statistic<>
-  NumInstruction("predsimplify", "Number of instructions removed");
-
-  class PropertySet;
-
-  /// Similar to EquivalenceClasses, this stores the set of equivalent
-  /// types. Beyond EquivalenceClasses, it allows us to specify which
-  /// element will act as leader.
-  template<typename ElemTy>
-  class VISIBILITY_HIDDEN Synonyms {
-    std::map<ElemTy, unsigned> mapping;
-    std::vector<ElemTy> leaders;
-    PropertySet *PS;
-
+  class DomTreeDFS {
   public:
-    typedef unsigned iterator;
-    typedef const unsigned const_iterator;
+    class Node {
+      friend class DomTreeDFS;
+    public:
+      typedef std::vector<Node *>::iterator       iterator;
+      typedef std::vector<Node *>::const_iterator const_iterator;
 
-    Synonyms(PropertySet *PS) : PS(PS) {}
+      unsigned getDFSNumIn()  const { return DFSin;  }
+      unsigned getDFSNumOut() const { return DFSout; }
 
-    // Inspection
+      BasicBlock *getBlock() const { return BB; }
 
-    bool empty() const {
-      return leaders.empty();
-    }
+      iterator begin() { return Children.begin(); }
+      iterator end()   { return Children.end();   }
 
-    iterator findLeader(ElemTy e) {
-      typename std::map<ElemTy, unsigned>::iterator MI = mapping.find(e);
-      if (MI == mapping.end()) return 0;
+      const_iterator begin() const { return Children.begin(); }
+      const_iterator end()   const { return Children.end();   }
 
-      return MI->second;
-    }
+      bool dominates(const Node *N) const {
+        return DFSin <= N->DFSin && DFSout >= N->DFSout;
+      }
 
-    const_iterator findLeader(ElemTy e) const {
-      typename std::map<ElemTy, unsigned>::const_iterator MI =
-          mapping.find(e);
-      if (MI == mapping.end()) return 0;
+      bool DominatedBy(const Node *N) const {
+        return N->dominates(this);
+      }
 
-      return MI->second;
-    }
+      /// Sorts by the number of descendants. With this, you can iterate
+      /// through a sorted list and the first matching entry is the most
+      /// specific match for your basic block. The order provided is stable;
+      /// DomTreeDFS::Nodes with the same number of descendants are sorted by
+      /// DFS in number.
+      bool operator<(const Node &N) const {
+        unsigned   spread =   DFSout -   DFSin;
+        unsigned N_spread = N.DFSout - N.DFSin;
+        if (spread == N_spread) return DFSin < N.DFSin;
+        return spread < N_spread;
+      }
+      bool operator>(const Node &N) const { return N < *this; }
 
-    ElemTy &getLeader(iterator I) {
-      assert(I && I <= leaders.size() && "Illegal leader to get.");
-      return leaders[I-1];
-    }
+    private:
+      unsigned DFSin, DFSout;
+      BasicBlock *BB;
 
-    const ElemTy &getLeader(const_iterator I) const {
-      assert(I && I <= leaders.size() && "Illegal leaders to get.");
-      return leaders[I-1];
-    }
+      std::vector<Node *> Children;
+    };
 
-#ifdef DEBUG
-    void debug(std::ostream &os) const {
-      for (unsigned i = 1, e = leaders.size()+1; i != e; ++i) {
-        os << i << ". " << *getLeader(i) << ": [";
-        for (std::map<Value *, unsigned>::const_iterator
-             I = mapping.begin(), E = mapping.end(); I != E; ++I) {
-          if ((*I).second == i && (*I).first != leaders[i-1]) {
-            os << *(*I).first << "  ";
-          }
+    // XXX: this may be slow. Instead of using "new" for each node, consider
+    // putting them in a vector to keep them contiguous.
+    explicit DomTreeDFS(DominatorTree *DT) {
+      std::stack<std::pair<Node *, DomTreeNode *> > S;
+
+      Entry = new Node;
+      Entry->BB = DT->getRootNode()->getBlock();
+      S.push(std::make_pair(Entry, DT->getRootNode()));
+
+      NodeMap[Entry->BB] = Entry;
+
+      while (!S.empty()) {
+        std::pair<Node *, DomTreeNode *> &Pair = S.top();
+        Node *N = Pair.first;
+        DomTreeNode *DTNode = Pair.second;
+        S.pop();
+
+        for (DomTreeNode::iterator I = DTNode->begin(), E = DTNode->end();
+             I != E; ++I) {
+          Node *NewNode = new Node;
+          NewNode->BB = (*I)->getBlock();
+          N->Children.push_back(NewNode);
+          S.push(std::make_pair(NewNode, *I));
+
+          NodeMap[NewNode->BB] = NewNode;
         }
-        os << "]\n";
       }
+
+      renumber();
+
+#ifndef NDEBUG
+      DEBUG(dump());
+#endif
     }
+
+#ifndef NDEBUG
+    virtual
 #endif
+    ~DomTreeDFS() {
+      std::stack<Node *> S;
+
+      S.push(Entry);
+      while (!S.empty()) {
+        Node *N = S.top(); S.pop();
 
-    // Mutators
+        for (Node::iterator I = N->begin(), E = N->end(); I != E; ++I)
+          S.push(*I);
 
-    /// Combine two sets referring to the same element, inserting the
-    /// elements as needed. Returns a valid iterator iff two already
-    /// existing disjoint synonym sets were combined. The iterator
-    /// points to the no longer existing element.
-    iterator unionSets(ElemTy E1, ElemTy E2);
+        delete N;
+      }
+    }
 
-    /// Returns an iterator pointing to the synonym set containing
-    /// element e. If none exists, a new one is created and returned.
-    iterator findOrInsert(ElemTy e) {
-      iterator I = findLeader(e);
-      if (I) return I;
+    /// getRootNode - This returns the entry node for the CFG of the function.
+    Node *getRootNode() const { return Entry; }
 
-      leaders.push_back(e);
-      I = leaders.size();
-      mapping[e] = I;
-      return I;
+    /// getNodeForBlock - return the node for the specified basic block.
+    Node *getNodeForBlock(BasicBlock *BB) const {
+      if (!NodeMap.count(BB)) return 0;
+      return const_cast<DomTreeDFS*>(this)->NodeMap[BB];
     }
-  };
 
-  /// Represents the set of equivalent Value*s and provides insertion
-  /// and fast lookup. Also stores the set of inequality relationships.
-  class PropertySet {
-    /// Returns true if V1 is a better choice than V2.
-    bool compare(Value *V1, Value *V2) const {
-      if (isa<Constant>(V1)) {
-        if (!isa<Constant>(V2)) {
-          return true;
-        }
-      } else if (isa<Argument>(V1)) {
-        if (!isa<Constant>(V2) && !isa<Argument>(V2)) {
-          return true;
-        }
-      }
-      if (Instruction *I1 = dyn_cast<Instruction>(V1)) {
-        if (Instruction *I2 = dyn_cast<Instruction>(V2)) {
-          BasicBlock *BB1 = I1->getParent(),
-                     *BB2 = I2->getParent();
-          if (BB1 == BB2) {
-            for (BasicBlock::const_iterator I = BB1->begin(), E = BB1->end();
-                 I != E; ++I) {
-              if (&*I == I1) return true;
-              if (&*I == I2) return false;
-            }
-            assert(0 && "Instructions not found in parent BasicBlock?");
-          } else
-            return DT->getNode(BB1)->properlyDominates(DT->getNode(BB2));
+    /// dominates - returns true if the basic block for I1 dominates that of
+    /// the basic block for I2. If the instructions belong to the same basic
+    /// block, the instruction first instruction sequentially in the block is
+    /// considered dominating.
+    bool dominates(Instruction *I1, Instruction *I2) {
+      BasicBlock *BB1 = I1->getParent(),
+                 *BB2 = I2->getParent();
+      if (BB1 == BB2) {
+        if (isa<TerminatorInst>(I1)) return false;
+        if (isa<TerminatorInst>(I2)) return true;
+        if ( isa<PHINode>(I1) && !isa<PHINode>(I2)) return true;
+        if (!isa<PHINode>(I1) &&  isa<PHINode>(I2)) return false;
+
+        for (BasicBlock::const_iterator I = BB2->begin(), E = BB2->end();
+             I != E; ++I) {
+          if (&*I == I1) return true;
+          else if (&*I == I2) return false;
         }
+        assert(!"Instructions not found in parent BasicBlock?");
+      } else {
+        Node *Node1 = getNodeForBlock(BB1),
+             *Node2 = getNodeForBlock(BB2);
+        return Node1 && Node2 && Node1->dominates(Node2);
       }
-      return false;
+      return false; // Not reached
     }
 
-    struct Property;
-  public:
-    /// Choose the canonical Value in a synonym set.
-    /// Leaves the more canonical choice in V1.
-    void order(Value *&V1, Value *&V2) const {
-      if (compare(V2, V1)) std::swap(V1, V2);
+  private:
+    /// renumber - calculates the depth first search numberings and applies
+    /// them onto the nodes.
+    void renumber() {
+      std::stack<std::pair<Node *, Node::iterator> > S;
+      unsigned n = 0;
+
+      Entry->DFSin = ++n;
+      S.push(std::make_pair(Entry, Entry->begin()));
+
+      while (!S.empty()) {
+        std::pair<Node *, Node::iterator> &Pair = S.top();
+        Node *N = Pair.first;
+        Node::iterator &I = Pair.second;
+
+        if (I == N->end()) {
+          N->DFSout = ++n;
+          S.pop();
+        } else {
+          Node *Next = *I++;
+          Next->DFSin = ++n;
+          S.push(std::make_pair(Next, Next->begin()));
+        }
+      }
     }
 
-    PropertySet(DominatorTree *DT) : union_find(this), DT(DT) {}
+#ifndef NDEBUG
+    virtual void dump() const {
+      dump(*cerr.stream());
+    }
 
-    Synonyms<Value *> union_find;
+    void dump(std::ostream &os) const {
+      os << "Predicate simplifier DomTreeDFS: \n";
+      dump(Entry, 0, os);
+      os << "\n\n";
+    }
 
-    typedef std::vector<Property>::iterator       PropertyIterator;
-    typedef std::vector<Property>::const_iterator ConstPropertyIterator;
-    typedef Synonyms<Value *>::iterator  SynonymIterator;
+    void dump(Node *N, int depth, std::ostream &os) const {
+      ++depth;
+      for (int i = 0; i < depth; ++i) { os << " "; }
+      os << "[" << depth << "] ";
 
-    enum Ops {
-      EQ,
-      NE
-    };
+      os << N->getBlock()->getName() << " (" << N->getDFSNumIn()
+         << ", " << N->getDFSNumOut() << ")\n";
 
-    Value *canonicalize(Value *V) const {
-      Value *C = lookup(V);
-      return C ? C : V;
+      for (Node::iterator I = N->begin(), E = N->end(); I != E; ++I)
+        dump(*I, depth, os);
     }
+#endif
 
-    Value *lookup(Value *V) const {
-      SynonymIterator SI = union_find.findLeader(V);
-      if (!SI) return NULL;
-      return union_find.getLeader(SI);
-    }
+    Node *Entry;
+    std::map<BasicBlock *, Node *> NodeMap;
+  };
+
+  // SLT SGT ULT UGT EQ
+  //   0   1   0   1  0 -- GT                  10
+  //   0   1   0   1  1 -- GE                  11
+  //   0   1   1   0  0 -- SGTULT              12
+  //   0   1   1   0  1 -- SGEULE              13
+  //   0   1   1   1  0 -- SGT                 14
+  //   0   1   1   1  1 -- SGE                 15
+  //   1   0   0   1  0 -- SLTUGT              18
+  //   1   0   0   1  1 -- SLEUGE              19
+  //   1   0   1   0  0 -- LT                  20
+  //   1   0   1   0  1 -- LE                  21
+  //   1   0   1   1  0 -- SLT                 22
+  //   1   0   1   1  1 -- SLE                 23
+  //   1   1   0   1  0 -- UGT                 26
+  //   1   1   0   1  1 -- UGE                 27
+  //   1   1   1   0  0 -- ULT                 28
+  //   1   1   1   0  1 -- ULE                 29
+  //   1   1   1   1  0 -- NE                  30
+  enum LatticeBits {
+    EQ_BIT = 1, UGT_BIT = 2, ULT_BIT = 4, SGT_BIT = 8, SLT_BIT = 16
+  };
+  enum LatticeVal {
+    GT = SGT_BIT | UGT_BIT,
+    GE = GT | EQ_BIT,
+    LT = SLT_BIT | ULT_BIT,
+    LE = LT | EQ_BIT,
+    NE = SLT_BIT | SGT_BIT | ULT_BIT | UGT_BIT,
+    SGTULT = SGT_BIT | ULT_BIT,
+    SGEULE = SGTULT | EQ_BIT,
+    SLTUGT = SLT_BIT | UGT_BIT,
+    SLEUGE = SLTUGT | EQ_BIT,
+    ULT = SLT_BIT | SGT_BIT | ULT_BIT,
+    UGT = SLT_BIT | SGT_BIT | UGT_BIT,
+    SLT = SLT_BIT | ULT_BIT | UGT_BIT,
+    SGT = SGT_BIT | ULT_BIT | UGT_BIT,
+    SLE = SLT | EQ_BIT,
+    SGE = SGT | EQ_BIT,
+    ULE = ULT | EQ_BIT,
+    UGE = UGT | EQ_BIT
+  };
 
-    bool empty() const {
-      return union_find.empty();
+  /// validPredicate - determines whether a given value is actually a lattice
+  /// value. Only used in assertions or debugging.
+  static bool validPredicate(LatticeVal LV) {
+    switch (LV) {
+      case GT: case GE: case LT: case LE: case NE:
+      case SGTULT: case SGT: case SGEULE:
+      case SLTUGT: case SLT: case SLEUGE:
+      case ULT: case UGT:
+      case SLE: case SGE: case ULE: case UGE:
+        return true;
+      default:
+        return false;
     }
+  }
 
-    void addEqual(Value *V1, Value *V2) {
-      // If %x = 0. and %y = -0., seteq %x, %y is true, but
-      // copysign(%x) is not the same as copysign(%y).
-      if (V1->getType()->isFloatingPoint()) return;
+  /// reversePredicate - reverse the direction of the inequality
+  static LatticeVal reversePredicate(LatticeVal LV) {
+    unsigned reverse = LV ^ (SLT_BIT|SGT_BIT|ULT_BIT|UGT_BIT); //preserve EQ_BIT
 
-      order(V1, V2);
-      if (isa<Constant>(V2)) return; // refuse to set false == true.
+    if ((reverse & (SLT_BIT|SGT_BIT)) == 0)
+      reverse |= (SLT_BIT|SGT_BIT);
 
-      SynonymIterator deleted = union_find.unionSets(V1, V2);
-      if (deleted) {
-        SynonymIterator replacement = union_find.findLeader(V1);
-        // Move Properties
-        for (PropertyIterator I = Properties.begin(), E = Properties.end();
-             I != E; ++I) {
-          if (I->I1 == deleted) I->I1 = replacement;
-          else if (I->I1 > deleted) --I->I1;
-          if (I->I2 == deleted) I->I2 = replacement;
-          else if (I->I2 > deleted) --I->I2;
-        }
+    if ((reverse & (ULT_BIT|UGT_BIT)) == 0)
+      reverse |= (ULT_BIT|UGT_BIT);
+
+    LatticeVal Rev = static_cast<LatticeVal>(reverse);
+    assert(validPredicate(Rev) && "Failed reversing predicate.");
+    return Rev;
+  }
+
+  /// ValueNumbering stores the scope-specific value numbers for a given Value.
+  class VISIBILITY_HIDDEN ValueNumbering {
+
+    /// VNPair is a tuple of {Value, index number, DomTreeDFS::Node}. It
+    /// includes the comparison operators necessary to allow you to store it
+    /// in a sorted vector.
+    class VISIBILITY_HIDDEN VNPair {
+    public:
+      Value *V;
+      unsigned index;
+      DomTreeDFS::Node *Subtree;
+
+      VNPair(Value *V, unsigned index, DomTreeDFS::Node *Subtree)
+        : V(V), index(index), Subtree(Subtree) {}
+
+      bool operator==(const VNPair &RHS) const {
+        return V == RHS.V && Subtree == RHS.Subtree;
       }
-      addImpliedProperties(EQ, V1, V2);
-    }
 
-    void addNotEqual(Value *V1, Value *V2) {
-      // If %x = NAN then seteq %x, %x is false.
-      if (V1->getType()->isFloatingPoint()) return;
+      bool operator<(const VNPair &RHS) const {
+        if (V != RHS.V) return V < RHS.V;
+        return *Subtree < *RHS.Subtree;
+      }
 
-      // For example, %x = setne int 0, 0 causes "0 != 0".
-      if (isa<Constant>(V1) && isa<Constant>(V2)) return;
+      bool operator<(Value *RHS) const {
+        return V < RHS;
+      }
 
-      if (findProperty(NE, V1, V2) != Properties.end())
-        return; // found.
+      bool operator>(Value *RHS) const {
+        return V > RHS;
+      }
 
-      // Add the property.
-      SynonymIterator I1 = union_find.findOrInsert(V1),
-                      I2 = union_find.findOrInsert(V2);
+      friend bool operator<(Value *RHS, const VNPair &pair) {
+        return pair.operator>(RHS);
+      }
+    };
 
-      // Technically this means that the block is unreachable.
-      if (I1 == I2) return;
+    typedef std::vector<VNPair> VNMapType;
+    VNMapType VNMap;
 
-      Properties.push_back(Property(NE, I1, I2));
-      addImpliedProperties(NE, V1, V2);
-    }
+    /// The canonical choice for value number at index.
+    std::vector<Value *> Values;
 
-    PropertyIterator findProperty(Ops Opcode, Value *V1, Value *V2) {
-      assert(Opcode != EQ && "Can't findProperty on EQ."
-             "Use the lookup method instead.");
+    DomTreeDFS *DTDFS;
 
-      SynonymIterator I1 = union_find.findLeader(V1),
-                      I2 = union_find.findLeader(V2);
-      if (!I1 || !I2) return Properties.end();
+  public:
+#ifndef NDEBUG
+    virtual ~ValueNumbering() {}
+    virtual void dump() {
+      dump(*cerr.stream());
+    }
 
-      return
-      find(Properties.begin(), Properties.end(), Property(Opcode, I1, I2));
+    void dump(std::ostream &os) {
+      for (unsigned i = 1; i <= Values.size(); ++i) {
+        os << i << " = ";
+        WriteAsOperand(os, Values[i-1]);
+        os << " {";
+        for (unsigned j = 0; j < VNMap.size(); ++j) {
+          if (VNMap[j].index == i) {
+            WriteAsOperand(os, VNMap[j].V);
+            os << " (" << VNMap[j].Subtree->getDFSNumIn() << ")  ";
+          }
+        }
+        os << "}\n";
+      }
     }
+#endif
 
-    ConstPropertyIterator
-    findProperty(Ops Opcode, Value *V1, Value *V2) const {
-      assert(Opcode != EQ && "Can't findProperty on EQ."
-             "Use the lookup method instead.");
+    /// compare - returns true if V1 is a better canonical value than V2.
+    bool compare(Value *V1, Value *V2) const {
+      if (isa<Constant>(V1))
+        return !isa<Constant>(V2);
+      else if (isa<Constant>(V2))
+        return false;
+      else if (isa<Argument>(V1))
+        return !isa<Argument>(V2);
+      else if (isa<Argument>(V2))
+        return false;
+
+      Instruction *I1 = dyn_cast<Instruction>(V1);
+      Instruction *I2 = dyn_cast<Instruction>(V2);
+
+      if (!I1 || !I2)
+        return V1->getNumUses() < V2->getNumUses();
+
+      return DTDFS->dominates(I1, I2);
+    }
 
-      SynonymIterator I1 = union_find.findLeader(V1),
-                      I2 = union_find.findLeader(V2);
-      if (!I1 || !I2) return Properties.end();
+    ValueNumbering(DomTreeDFS *DTDFS) : DTDFS(DTDFS) {}
+
+    /// valueNumber - finds the value number for V under the Subtree. If
+    /// there is no value number, returns zero.
+    unsigned valueNumber(Value *V, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+      if (!(isa<Constant>(V) || isa<Argument>(V) || isa<Instruction>(V))
+          || V->getType() == Type::VoidTy) return 0;
+
+      VNMapType::iterator E = VNMap.end();
+      VNPair pair(V, 0, Subtree);
+      VNMapType::iterator I = std::lower_bound(VNMap.begin(), E, pair);
+      while (I != E && I->V == V) {
+        if (I->Subtree->dominates(Subtree))
+          return I->index;
+        ++I;
+      }
+      return 0;
+    }
 
-      return
-      find(Properties.begin(), Properties.end(), Property(Opcode, I1, I2));
+    /// getOrInsertVN - always returns a value number, creating it if necessary.
+    unsigned getOrInsertVN(Value *V, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+      if (unsigned n = valueNumber(V, Subtree))
+        return n;
+      else
+        return newVN(V);
     }
 
-  private:
-    // Represents Head OP [Tail1, Tail2, ...]
-    // For example: %x != %a, %x != %b.
-    struct VISIBILITY_HIDDEN Property {
-      typedef SynonymIterator Iter;
+    /// newVN - creates a new value number. Value V must not already have a
+    /// value number assigned.
+    unsigned newVN(Value *V) {
+      assert((isa<Constant>(V) || isa<Argument>(V) || isa<Instruction>(V)) &&
+             "Bad Value for value numbering.");
+      assert(V->getType() != Type::VoidTy && "Won't value number a void value");
 
-      Property(Ops opcode, Iter i1, Iter i2)
-        : Opcode(opcode), I1(i1), I2(i2)
-      { assert(opcode != EQ && "Equality belongs in the synonym set, "
-                               "not a property."); }
+      Values.push_back(V);
 
-      bool operator==(const Property &P) const {
-        return (Opcode == P.Opcode) &&
-               ((I1 == P.I1 && I2 == P.I2) ||
-                (I1 == P.I2 && I2 == P.I1));
-      }
+      VNPair pair = VNPair(V, Values.size(), DTDFS->getRootNode());
+      VNMapType::iterator I = std::lower_bound(VNMap.begin(), VNMap.end(), pair);
+      assert((I == VNMap.end() || value(I->index) != V) &&
+             "Attempt to create a duplicate value number.");
+      VNMap.insert(I, pair);
 
-      Ops Opcode;
-      Iter I1, I2;
-    };
+      return Values.size();
+    }
 
-    void add(Ops Opcode, Value *V1, Value *V2, bool invert) {
-      switch (Opcode) {
-        case EQ:
-          if (invert) addNotEqual(V1, V2);
-          else        addEqual(V1, V2);
-          break;
-        case NE:
-          if (invert) addEqual(V1, V2);
-          else        addNotEqual(V1, V2);
-          break;
-        default:
-          assert(0 && "Unknown property opcode.");
-      }
+    /// value - returns the Value associated with a value number.
+    Value *value(unsigned index) const {
+      assert(index != 0 && "Zero index is reserved for not found.");
+      assert(index <= Values.size() && "Index out of range.");
+      return Values[index-1];
     }
 
-    // Finds the properties implied by an equivalence and adds them too.
-    // Example: ("seteq %a, %b", true,  EQ) --> (%a, %b, EQ)
-    //          ("seteq %a, %b", false, EQ) --> (%a, %b, NE)
-    void addImpliedProperties(Ops Opcode, Value *V1, Value *V2) {
-      order(V1, V2);
+    /// canonicalize - return a Value that is equal to V under Subtree.
+    Value *canonicalize(Value *V, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+      if (isa<Constant>(V)) return V;
 
-      if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(V2)) {
-        switch (BO->getOpcode()) {
-        case Instruction::SetEQ:
-          if (ConstantBool *V1CB = dyn_cast<ConstantBool>(V1))
-            add(Opcode, BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),!V1CB->getValue());
-          break;
-        case Instruction::SetNE:
-          if (ConstantBool *V1CB = dyn_cast<ConstantBool>(V1))
-            add(Opcode, BO->getOperand(0), BO->getOperand(1), V1CB->getValue());
-          break;
-        case Instruction::SetLT:
-        case Instruction::SetGT:
-          if (V1 == ConstantBool::getTrue())
-            add(Opcode, BO->getOperand(0), BO->getOperand(1), true);
-          break;
-        case Instruction::SetLE:
-        case Instruction::SetGE:
-          if (V1 == ConstantBool::getFalse())
-            add(Opcode, BO->getOperand(0), BO->getOperand(1), true);
-          break;
-        case Instruction::And:
-          if (V1 == ConstantBool::getTrue()) {
-            add(Opcode, V1, BO->getOperand(0), false);
-            add(Opcode, V1, BO->getOperand(1), false);
-          }
-          break;
-        case Instruction::Or:
-          if (V1 == ConstantBool::getFalse()) {
-            add(Opcode, V1, BO->getOperand(0), false);
-            add(Opcode, V1, BO->getOperand(1), false);
-          }
-          break;
-        case Instruction::Xor:
-          if (V1 == ConstantBool::getTrue()) {
-            if (BO->getOperand(0) == V1)
-              add(Opcode, ConstantBool::getFalse(), BO->getOperand(1), false);
-            if (BO->getOperand(1) == V1)
-              add(Opcode, ConstantBool::getFalse(), BO->getOperand(0), false);
-          }
-          if (V1 == ConstantBool::getFalse()) {
-            if (BO->getOperand(0) == ConstantBool::getTrue())
-              add(Opcode, ConstantBool::getTrue(), BO->getOperand(1), false);
-            if (BO->getOperand(1) == ConstantBool::getTrue())
-              add(Opcode, ConstantBool::getTrue(), BO->getOperand(0), false);
-          }
-          break;
-        default:
-          break;
-        }
-      } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V2)) {
-        if (Opcode != EQ && Opcode != NE) return;
+      if (unsigned n = valueNumber(V, Subtree))
+        return value(n);
+      else
+        return V;
+    }
 
-        ConstantBool *True  = ConstantBool::get(Opcode==EQ),
-                     *False = ConstantBool::get(Opcode!=EQ);
+    /// addEquality - adds that value V belongs to the set of equivalent
+    /// values defined by value number n under Subtree.
+    void addEquality(unsigned n, Value *V, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+      assert(canonicalize(value(n), Subtree) == value(n) &&
+             "Node's 'canonical' choice isn't best within this subtree.");
 
-        if (V1 == SI->getTrueValue())
-          addEqual(SI->getCondition(), True);
-        else if (V1 == SI->getFalseValue())
-          addEqual(SI->getCondition(), False);
-        else if (Opcode == EQ)
-          assert("Result of select not equal to either value.");
-      }
-    }
+      // Suppose that we are given "%x -> node #1 (%y)". The problem is that
+      // we may already have "%z -> node #2 (%x)" somewhere above us in the
+      // graph. We need to find those edges and add "%z -> node #1 (%y)"
+      // to keep the lookups canonical.
 
-    DominatorTree *DT;
-  public:
-#ifdef DEBUG
-    void debug(std::ostream &os) const {
-      static const char *OpcodeTable[] = { "EQ", "NE" };
+      std::vector<Value *> ToRepoint(1, V);
 
-      union_find.debug(os);
-      for (std::vector<Property>::const_iterator I = Properties.begin(),
-           E = Properties.end(); I != E; ++I) {
-        os << (*I).I1 << " " << OpcodeTable[(*I).Opcode] << " "
-           << (*I).I2 << "\n";
+      if (unsigned Conflict = valueNumber(V, Subtree)) {
+        for (VNMapType::iterator I = VNMap.begin(), E = VNMap.end();
+             I != E; ++I) {
+          if (I->index == Conflict && I->Subtree->dominates(Subtree))
+            ToRepoint.push_back(I->V);
+        }
       }
-      os << "\n";
-    }
+
+      for (std::vector<Value *>::iterator VI = ToRepoint.begin(),
+           VE = ToRepoint.end(); VI != VE; ++VI) {
+        Value *V = *VI;
+
+        VNPair pair(V, n, Subtree);
+        VNMapType::iterator B = VNMap.begin(), E = VNMap.end();
+        VNMapType::iterator I = std::lower_bound(B, E, pair);
+        if (I != E && I->V == V && I->Subtree == Subtree)
+          I->index = n; // Update best choice
+        else
+          VNMap.insert(I, pair); // New Value
+
+        // XXX: we currently don't have to worry about updating values with
+        // more specific Subtrees, but we will need to for PHI node support.
+
+#ifndef NDEBUG
+        Value *V_n = value(n);
+        if (isa<Constant>(V) && isa<Constant>(V_n)) {
+          assert(V == V_n && "Constant equals different constant?");
+        }
 #endif
+      }
+    }
+
+    /// remove - removes all references to value V.
+    void remove(Value *V) {
+      VNMapType::iterator B = VNMap.begin(), E = VNMap.end();
+      VNPair pair(V, 0, DTDFS->getRootNode());
+      VNMapType::iterator J = std::upper_bound(B, E, pair);
+      VNMapType::iterator I = J;
 
-    std::vector<Property> Properties;
+      while (I != B && (I == E || I->V == V)) --I;
+
+      VNMap.erase(I, J);
+    }
   };
 
-  /// PredicateSimplifier - This class is a simplifier that replaces
-  /// one equivalent variable with another. It also tracks what
-  /// can't be equal and will solve setcc instructions when possible.
-  class PredicateSimplifier : public FunctionPass {
+  /// The InequalityGraph stores the relationships between values.
+  /// Each Value in the graph is assigned to a Node. Nodes are pointer
+  /// comparable for equality. The caller is expected to maintain the logical
+  /// consistency of the system.
+  ///
+  /// The InequalityGraph class may invalidate Node*s after any mutator call.
+  /// @brief The InequalityGraph stores the relationships between values.
+  class VISIBILITY_HIDDEN InequalityGraph {
+    ValueNumbering &VN;
+    DomTreeDFS::Node *TreeRoot;
+
+    InequalityGraph();                  // DO NOT IMPLEMENT
+    InequalityGraph(InequalityGraph &); // DO NOT IMPLEMENT
   public:
-    bool runOnFunction(Function &F);
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
+    InequalityGraph(ValueNumbering &VN, DomTreeDFS::Node *TreeRoot)
+      : VN(VN), TreeRoot(TreeRoot) {}
 
-  private:
-    /// Backwards - Try to replace the Use of the instruction with
-    /// something simpler. This resolves a value by walking backwards
-    /// through its definition and the operands of that definition to
-    /// see if any values can now be solved for with the properties
-    /// that are in effect now, but weren't at definition time.
-    class Backwards : public InstVisitor<Backwards, Value &> {
-      friend class InstVisitor<Backwards, Value &>;
-      const PropertySet &KP;
-
-      Value &visitSetCondInst(SetCondInst &SCI);
-      Value &visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO);
-      Value &visitSelectInst(SelectInst &SI);
-      Value &visitInstruction(Instruction &I);
+    class Node;
 
+    /// An Edge is contained inside a Node making one end of the edge implicit
+    /// and contains a pointer to the other end. The edge contains a lattice
+    /// value specifying the relationship and an DomTreeDFS::Node specifying
+    /// the root in the dominator tree to which this edge applies.
+    class VISIBILITY_HIDDEN Edge {
     public:
-      explicit Backwards(const PropertySet &KP) : KP(KP) {}
+      Edge(unsigned T, LatticeVal V, DomTreeDFS::Node *ST)
+        : To(T), LV(V), Subtree(ST) {}
+
+      unsigned To;
+      LatticeVal LV;
+      DomTreeDFS::Node *Subtree;
+
+      bool operator<(const Edge &edge) const {
+        if (To != edge.To) return To < edge.To;
+        return *Subtree < *edge.Subtree;
+      }
+
+      bool operator<(unsigned to) const {
+        return To < to;
+      }
 
-      Value *resolve(Value *V);
+      bool operator>(unsigned to) const {
+        return To > to;
+      }
+
+      friend bool operator<(unsigned to, const Edge &edge) {
+        return edge.operator>(to);
+      }
     };
 
-    /// Forwards - Adds new properties into PropertySet and uses them to
-    /// simplify instructions. Because new properties sometimes apply to
-    /// a transition from one BasicBlock to another, this will use the
-    /// PredicateSimplifier::proceedToSuccessor(s) interface to enter the
-    /// basic block with the new PropertySet.
-    class Forwards : public InstVisitor<Forwards> {
-      friend class InstVisitor<Forwards>;
-      PredicateSimplifier *PS;
-    public:
-      PropertySet &KP;
+    /// A single node in the InequalityGraph. This stores the canonical Value
+    /// for the node, as well as the relationships with the neighbours.
+    ///
+    /// @brief A single node in the InequalityGraph.
+    class VISIBILITY_HIDDEN Node {
+      friend class InequalityGraph;
 
-      Forwards(PredicateSimplifier *PS, PropertySet &KP) : PS(PS), KP(KP) {}
+      typedef SmallVector<Edge, 4> RelationsType;
+      RelationsType Relations;
 
-      // Tries to simplify each Instruction and add new properties to
-      // the PropertySet. Returns true if it erase the instruction.
-      //void visitInstruction(Instruction *I);
+      // TODO: can this idea improve performance?
+      //friend class std::vector<Node>;
+      //Node(Node &N) { RelationsType.swap(N.RelationsType); }
 
-      void visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI);
-      void visitBranchInst(BranchInst &BI);
-      void visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
+    public:
+      typedef RelationsType::iterator       iterator;
+      typedef RelationsType::const_iterator const_iterator;
 
-      void visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
-      void visitLoadInst(LoadInst &LI);
-      void visitStoreInst(StoreInst &SI);
-      void visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO);
-    };
+#ifndef NDEBUG
+      virtual ~Node() {}
+      virtual void dump() const {
+        dump(*cerr.stream());
+      }
+    private:
+      void dump(std::ostream &os) const {
+        static const std::string names[32] =
+          { "000000", "000001", "000002", "000003", "000004", "000005",
+            "000006", "000007", "000008", "000009", "     >", "    >=",
+            "  s>u<", "s>=u<=", "    s>", "   s>=", "000016", "000017",
+            "  s<u>", "s<=u>=", "     <", "    <=", "    s<", "   s<=",
+            "000024", "000025", "    u>", "   u>=", "    u<", "   u<=",
+            "    !=", "000031" };
+        for (Node::const_iterator NI = begin(), NE = end(); NI != NE; ++NI) {
+          os << names[NI->LV] << " " << NI->To
+             << " (" << NI->Subtree->getDFSNumIn() << "), ";
+        }
+      }
+    public:
+#endif
 
-    // Used by terminator instructions to proceed from the current basic
-    // block to the next. Verifies that "current" dominates "next",
-    // then calls visitBasicBlock.
-    void proceedToSuccessors(PropertySet &CurrentPS, BasicBlock *Current);
-    void proceedToSuccessor(PropertySet &Properties, BasicBlock *Next);
+      iterator begin()             { return Relations.begin(); }
+      iterator end()               { return Relations.end();   }
+      const_iterator begin() const { return Relations.begin(); }
+      const_iterator end()   const { return Relations.end();   }
+
+      iterator find(unsigned n, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+        iterator E = end();
+        for (iterator I = std::lower_bound(begin(), E, n);
+             I != E && I->To == n; ++I) {
+          if (Subtree->DominatedBy(I->Subtree))
+            return I;
+        }
+        return E;
+      }
 
-    // Visits each instruction in the basic block.
-    void visitBasicBlock(BasicBlock *Block, PropertySet &KnownProperties);
+      const_iterator find(unsigned n, DomTreeDFS::Node *Subtree) const {
+        const_iterator E = end();
+        for (const_iterator I = std::lower_bound(begin(), E, n);
+             I != E && I->To == n; ++I) {
+          if (Subtree->DominatedBy(I->Subtree))
+            return I;
+        }
+        return E;
+      }
+
+      /// update - updates the lattice value for a given node, creating a new
+      /// entry if one doesn't exist. The new lattice value must not be
+      /// inconsistent with any previously existing value.
+      void update(unsigned n, LatticeVal R, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+        assert(validPredicate(R) && "Invalid predicate.");
+
+        Edge edge(n, R, Subtree);
+        iterator B = begin(), E = end();
+        iterator I = std::lower_bound(B, E, edge);
+
+        iterator J = I;
+        while (J != E && J->To == n) {
+          if (Subtree->DominatedBy(J->Subtree))
+            break;
+          ++J;
+        }
 
-    // Tries to simplify each Instruction and add new properties to
-    // the PropertySet.
-    void visitInstruction(Instruction *I, PropertySet &);
+        if (J != E && J->To == n) {
+          edge.LV = static_cast<LatticeVal>(J->LV & R);
+          assert(validPredicate(edge.LV) && "Invalid union of lattice values.");
 
-    DominatorTree *DT;
-    bool modified;
-  };
+          if (edge.LV == J->LV)
+            return; // This update adds nothing new.
+        }
+
+        if (I != B) {
+          // We also have to tighten any edge beneath our update.
+          for (iterator K = I - 1; K->To == n; --K) {
+            if (K->Subtree->DominatedBy(Subtree)) {
+              LatticeVal LV = static_cast<LatticeVal>(K->LV & edge.LV);
+              assert(validPredicate(LV) && "Invalid union of lattice values");
+              K->LV = LV;
+            }
+            if (K == B) break;
+          }
+        }
 
-  RegisterPass<PredicateSimplifier> X("predsimplify",
-                                      "Predicate Simplifier");
+        // Insert new edge at Subtree if it isn't already there.
+        if (I == E || I->To != n || Subtree != I->Subtree)
+          Relations.insert(I, edge);
+      }
+    };
 
-  template <typename ElemTy>
-  typename Synonyms<ElemTy>::iterator
-  Synonyms<ElemTy>::unionSets(ElemTy E1, ElemTy E2) {
-    PS->order(E1, E2);
+  private:
 
-    iterator I1 = findLeader(E1),
-             I2 = findLeader(E2);
+    std::vector<Node> Nodes;
 
-    if (!I1 && !I2) { // neither entry is in yet
-      leaders.push_back(E1);
-      I1 = leaders.size();
-      mapping[E1] = I1;
-      mapping[E2] = I1;
-      return 0;
+  public:
+    /// node - returns the node object at a given value number. The pointer
+    /// returned may be invalidated on the next call to node().
+    Node *node(unsigned index) {
+      assert(VN.value(index)); // This triggers the necessary checks.
+      if (Nodes.size() < index) Nodes.resize(index);
+      return &Nodes[index-1];
     }
 
-    if (!I1 && I2) {
-      mapping[E1] = I2;
-      std::swap(getLeader(I2), E1);
-      return 0;
-    }
+    /// isRelatedBy - true iff n1 op n2
+    bool isRelatedBy(unsigned n1, unsigned n2, DomTreeDFS::Node *Subtree,
+                     LatticeVal LV) {
+      if (n1 == n2) return LV & EQ_BIT;
 
-    if (I1 && !I2) {
-      mapping[E2] = I1;
-      return 0;
+      Node *N1 = node(n1);
+      Node::iterator I = N1->find(n2, Subtree), E = N1->end();
+      if (I != E) return (I->LV & LV) == I->LV;
+
+      return false;
     }
 
-    if (I1 == I2) return 0;
+    // The add* methods assume that your input is logically valid and may 
+    // assertion-fail or infinitely loop if you attempt a contradiction.
+
+    /// addInequality - Sets n1 op n2.
+    /// It is also an error to call this on an inequality that is already true.
+    void addInequality(unsigned n1, unsigned n2, DomTreeDFS::Node *Subtree,
+                       LatticeVal LV1) {
+      assert(n1 != n2 && "A node can't be inequal to itself.");
+
+      if (LV1 != NE)
+        assert(!isRelatedBy(n1, n2, Subtree, reversePredicate(LV1)) &&
+               "Contradictory inequality.");
+
+      // Suppose we're adding %n1 < %n2. Find all the %a < %n1 and
+      // add %a < %n2 too. This keeps the graph fully connected.
+      if (LV1 != NE) {
+        // Break up the relationship into signed and unsigned comparison parts.
+        // If the signed parts of %a op1 %n1 match that of %n1 op2 %n2, and
+        // op1 and op2 aren't NE, then add %a op3 %n2. The new relationship
+        // should have the EQ_BIT iff it's set for both op1 and op2.
+
+        unsigned LV1_s = LV1 & (SLT_BIT|SGT_BIT);
+        unsigned LV1_u = LV1 & (ULT_BIT|UGT_BIT);
+
+        for (Node::iterator I = node(n1)->begin(), E = node(n1)->end(); I != E; ++I) {
+          if (I->LV != NE && I->To != n2) {
+
+            DomTreeDFS::Node *Local_Subtree = NULL;
+            if (Subtree->DominatedBy(I->Subtree))
+              Local_Subtree = Subtree;
+            else if (I->Subtree->DominatedBy(Subtree))
+              Local_Subtree = I->Subtree;
+
+            if (Local_Subtree) {
+              unsigned new_relationship = 0;
+              LatticeVal ILV = reversePredicate(I->LV);
+              unsigned ILV_s = ILV & (SLT_BIT|SGT_BIT);
+              unsigned ILV_u = ILV & (ULT_BIT|UGT_BIT);
+
+              if (LV1_s != (SLT_BIT|SGT_BIT) && ILV_s == LV1_s)
+                new_relationship |= ILV_s;
+              if (LV1_u != (ULT_BIT|UGT_BIT) && ILV_u == LV1_u)
+                new_relationship |= ILV_u;
+
+              if (new_relationship) {
+                if ((new_relationship & (SLT_BIT|SGT_BIT)) == 0)
+                  new_relationship |= (SLT_BIT|SGT_BIT);
+                if ((new_relationship & (ULT_BIT|UGT_BIT)) == 0)
+                  new_relationship |= (ULT_BIT|UGT_BIT);
+                if ((LV1 & EQ_BIT) && (ILV & EQ_BIT))
+                  new_relationship |= EQ_BIT;
+
+                LatticeVal NewLV = static_cast<LatticeVal>(new_relationship);
+
+                node(I->To)->update(n2, NewLV, Local_Subtree);
+                node(n2)->update(I->To, reversePredicate(NewLV), Local_Subtree);
+              }
+            }
+          }
+        }
 
-    // This is the case where we have two sets, [%a1, %a2, %a3] and
-    // [%p1, %p2, %p3] and someone says that %a2 == %p3. We need to
-    // combine the two synsets.
+        for (Node::iterator I = node(n2)->begin(), E = node(n2)->end(); I != E; ++I) {
+          if (I->LV != NE && I->To != n1) {
+            DomTreeDFS::Node *Local_Subtree = NULL;
+            if (Subtree->DominatedBy(I->Subtree))
+              Local_Subtree = Subtree;
+            else if (I->Subtree->DominatedBy(Subtree))
+              Local_Subtree = I->Subtree;
+
+            if (Local_Subtree) {
+              unsigned new_relationship = 0;
+              unsigned ILV_s = I->LV & (SLT_BIT|SGT_BIT);
+              unsigned ILV_u = I->LV & (ULT_BIT|UGT_BIT);
+
+              if (LV1_s != (SLT_BIT|SGT_BIT) && ILV_s == LV1_s)
+                new_relationship |= ILV_s;
+
+              if (LV1_u != (ULT_BIT|UGT_BIT) && ILV_u == LV1_u)
+                new_relationship |= ILV_u;
+
+              if (new_relationship) {
+                if ((new_relationship & (SLT_BIT|SGT_BIT)) == 0)
+                  new_relationship |= (SLT_BIT|SGT_BIT);
+                if ((new_relationship & (ULT_BIT|UGT_BIT)) == 0)
+                  new_relationship |= (ULT_BIT|UGT_BIT);
+                if ((LV1 & EQ_BIT) && (I->LV & EQ_BIT))
+                  new_relationship |= EQ_BIT;
+
+                LatticeVal NewLV = static_cast<LatticeVal>(new_relationship);
+
+                node(n1)->update(I->To, NewLV, Local_Subtree);
+                node(I->To)->update(n1, reversePredicate(NewLV), Local_Subtree);
+              }
+            }
+          }
+        }
+      }
 
-    if (I1 > I2) --I1;
+      node(n1)->update(n2, LV1, Subtree);
+      node(n2)->update(n1, reversePredicate(LV1), Subtree);
+    }
 
-    for (std::map<Value *, unsigned>::iterator I = mapping.begin(),
-         E = mapping.end(); I != E; ++I) {
-      if (I->second == I2) I->second = I1;
-      else if (I->second > I2) --I->second;
+    /// remove - removes a node from the graph by removing all references to
+    /// and from it.
+    void remove(unsigned n) {
+      Node *N = node(n);
+      for (Node::iterator NI = N->begin(), NE = N->end(); NI != NE; ++NI) {
+        Node::iterator Iter = node(NI->To)->find(n, TreeRoot);
+        do {
+          node(NI->To)->Relations.erase(Iter);
+          Iter = node(NI->To)->find(n, TreeRoot);
+        } while (Iter != node(NI->To)->end());
+      }
+      N->Relations.clear();
     }
 
-    leaders.erase(leaders.begin() + I2 - 1);
+#ifndef NDEBUG
+    virtual ~InequalityGraph() {}
+    virtual void dump() {
+      dump(*cerr.stream());
+    }
 
-    return I2;
-  }
-}
+    void dump(std::ostream &os) {
+      for (unsigned i = 1; i <= Nodes.size(); ++i) {
+        os << i << " = {";
+        node(i)->dump(os);
+        os << "}\n";
+      }
+    }
+#endif
+  };
 
-FunctionPass *llvm::createPredicateSimplifierPass() {
-  return new PredicateSimplifier();
-}
+  class VRPSolver;
 
-bool PredicateSimplifier::runOnFunction(Function &F) {
-  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  /// ValueRanges tracks the known integer ranges and anti-ranges of the nodes
+  /// in the InequalityGraph.
+  class VISIBILITY_HIDDEN ValueRanges {
+    ValueNumbering &VN;
+    TargetData *TD;
 
-  modified = false;
-  PropertySet KnownProperties(DT);
-  visitBasicBlock(DT->getRootNode()->getBlock(), KnownProperties);
-  return modified;
-}
+    class VISIBILITY_HIDDEN ScopedRange {
+      typedef std::vector<std::pair<DomTreeDFS::Node *, ConstantRange> >
+              RangeListType;
+      RangeListType RangeList;
 
-void PredicateSimplifier::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.addRequiredID(BreakCriticalEdgesID);
-  AU.addRequired<DominatorTree>();
-  AU.setPreservesCFG();
-  AU.addPreservedID(BreakCriticalEdgesID);
-}
+      static bool swo(const std::pair<DomTreeDFS::Node *, ConstantRange> &LHS,
+                      const std::pair<DomTreeDFS::Node *, ConstantRange> &RHS) {
+        return *LHS.first < *RHS.first;
+      }
 
-Value &PredicateSimplifier::Backwards::visitSetCondInst(SetCondInst &SCI) {
-  Value &vBO = visitBinaryOperator(SCI);
-  if (&vBO !=  &SCI) return vBO;
+    public:
+#ifndef NDEBUG
+      virtual ~ScopedRange() {}
+      virtual void dump() const {
+        dump(*cerr.stream());
+      }
 
-  Value *SCI0 = resolve(SCI.getOperand(0)),
-        *SCI1 = resolve(SCI.getOperand(1));
+      void dump(std::ostream &os) const {
+        os << "{";
+        for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
+          os << I->second << " (" << I->first->getDFSNumIn() << "), ";
+        }
+        os << "}";
+      }
+#endif
 
-  PropertySet::ConstPropertyIterator NE =
-      KP.findProperty(PropertySet::NE, SCI0, SCI1);
+      typedef RangeListType::iterator       iterator;
+      typedef RangeListType::const_iterator const_iterator;
 
-  if (NE != KP.Properties.end()) {
-    switch (SCI.getOpcode()) {
-      case Instruction::SetEQ: return *ConstantBool::getFalse();
-      case Instruction::SetNE: return *ConstantBool::getTrue();
-      case Instruction::SetLE:
-      case Instruction::SetGE:
-      case Instruction::SetLT:
-      case Instruction::SetGT:
-        break;
-      default:
-        assert(0 && "Unknown opcode in SetCondInst.");
-        break;
-    }
-  }
-  return SCI;
-}
+      iterator begin() { return RangeList.begin(); }
+      iterator end()   { return RangeList.end(); }
+      const_iterator begin() const { return RangeList.begin(); }
+      const_iterator end()   const { return RangeList.end(); }
 
-Value &PredicateSimplifier::Backwards::visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO) {
-  Value *V = KP.canonicalize(&BO);
-  if (V != &BO) return *V;
+      iterator find(DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+        static ConstantRange empty(1, false);
+        iterator E = end();
+        iterator I = std::lower_bound(begin(), E,
+                                      std::make_pair(Subtree, empty), swo);
 
-  Value *lhs = resolve(BO.getOperand(0)),
-        *rhs = resolve(BO.getOperand(1));
+        while (I != E && !I->first->dominates(Subtree)) ++I;
+        return I;
+      }
 
-  ConstantIntegral *CI1 = dyn_cast<ConstantIntegral>(lhs),
-                   *CI2 = dyn_cast<ConstantIntegral>(rhs);
+      const_iterator find(DomTreeDFS::Node *Subtree) const {
+        static const ConstantRange empty(1, false);
+        const_iterator E = end();
+        const_iterator I = std::lower_bound(begin(), E,
+                                            std::make_pair(Subtree, empty), swo);
 
-  if (CI1 && CI2) return *ConstantExpr::get(BO.getOpcode(), CI1, CI2);
+        while (I != E && !I->first->dominates(Subtree)) ++I;
+        return I;
+      }
 
-  return BO;
-}
+      void update(const ConstantRange &CR, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+        assert(!CR.isEmptySet() && "Empty ConstantRange.");
+        assert(!CR.isSingleElement() && "Refusing to store single element.");
+
+        static ConstantRange empty(1, false);
+        iterator E = end();
+        iterator I =
+            std::lower_bound(begin(), E, std::make_pair(Subtree, empty), swo);
+
+        if (I != end() && I->first == Subtree) {
+          ConstantRange CR2 = I->second.maximalIntersectWith(CR);
+          assert(!CR2.isEmptySet() && !CR2.isSingleElement() &&
+                 "Invalid union of ranges.");
+          I->second = CR2;
+        } else
+          RangeList.insert(I, std::make_pair(Subtree, CR));
+      }
+    };
 
-Value &PredicateSimplifier::Backwards::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
-  Value *V = KP.canonicalize(&SI);
-  if (V != &SI) return *V;
+    std::vector<ScopedRange> Ranges;
 
-  Value *Condition = resolve(SI.getCondition());
-  if (ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(Condition))
-    return *resolve(CB->getValue() ? SI.getTrueValue() : SI.getFalseValue());
-  return SI;
-}
+    void update(unsigned n, const ConstantRange &CR, DomTreeDFS::Node *Subtree){
+      if (CR.isFullSet()) return;
+      if (Ranges.size() < n) Ranges.resize(n);
+      Ranges[n-1].update(CR, Subtree);
+    }
 
-Value &PredicateSimplifier::Backwards::visitInstruction(Instruction &I) {
-  return *KP.canonicalize(&I);
-}
+    /// create - Creates a ConstantRange that matches the given LatticeVal
+    /// relation with a given integer.
+    ConstantRange create(LatticeVal LV, const ConstantRange &CR) {
+      assert(!CR.isEmptySet() && "Can't deal with empty set.");
 
-Value *PredicateSimplifier::Backwards::resolve(Value *V) {
-  if (isa<Constant>(V) || isa<BasicBlock>(V) || KP.empty()) return V;
+      if (LV == NE)
+        return makeConstantRange(ICmpInst::ICMP_NE, CR);
 
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) return &visit(*I);
-  return KP.canonicalize(V);
-}
+      unsigned LV_s = LV & (SGT_BIT|SLT_BIT);
+      unsigned LV_u = LV & (UGT_BIT|ULT_BIT);
+      bool hasEQ = LV & EQ_BIT;
 
-void PredicateSimplifier::visitBasicBlock(BasicBlock *BB,
-                                          PropertySet &KnownProperties) {
-  for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;) {
-    visitInstruction(I++, KnownProperties);
-  }
-}
+      ConstantRange Range(CR.getBitWidth());
 
-void PredicateSimplifier::visitInstruction(Instruction *I,
-                                           PropertySet &KnownProperties) {
-  // Try to replace the whole instruction.
-  Backwards resolve(KnownProperties);
-  Value *V = resolve.resolve(I);
-  if (V != I) {
-    modified = true;
-    ++NumInstruction;
-    DEBUG(std::cerr << "Removing " << *I);
-    I->replaceAllUsesWith(V);
-    I->eraseFromParent();
-    return;
-  }
+      if (LV_s == SGT_BIT) {
+        Range = Range.maximalIntersectWith(makeConstantRange(
+                    hasEQ ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_SGT, CR));
+      } else if (LV_s == SLT_BIT) {
+        Range = Range.maximalIntersectWith(makeConstantRange(
+                    hasEQ ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_SLT, CR));
+      }
 
-  // Try to substitute operands.
-  for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    Value *Oper = I->getOperand(i);
-    Value *V = resolve.resolve(Oper);
-    if (V != Oper) {
-      modified = true;
-      ++NumVarsReplaced;
-      DEBUG(std::cerr << "Resolving " << *I);
-      I->setOperand(i, V);
-      DEBUG(std::cerr << "into " << *I);
-    }
-  }
+      if (LV_u == UGT_BIT) {
+        Range = Range.maximalIntersectWith(makeConstantRange(
+                    hasEQ ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_UGT, CR));
+      } else if (LV_u == ULT_BIT) {
+        Range = Range.maximalIntersectWith(makeConstantRange(
+                    hasEQ ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_ULT, CR));
+      }
 
-  Forwards visit(this, KnownProperties);
-  visit.visit(*I);
-}
+      return Range;
+    }
 
-void PredicateSimplifier::proceedToSuccessors(PropertySet &KP,
-                                              BasicBlock *BBCurrent) {
-  DTNodeType *Current = DT->getNode(BBCurrent);
-  for (DTNodeType::iterator I = Current->begin(), E = Current->end();
-       I != E; ++I) {
-    PropertySet Copy(KP);
-    visitBasicBlock((*I)->getBlock(), Copy);
-  }
-}
+    /// makeConstantRange - Creates a ConstantRange representing the set of all
+    /// value that match the ICmpInst::Predicate with any of the values in CR.
+    ConstantRange makeConstantRange(ICmpInst::Predicate ICmpOpcode,
+                                    const ConstantRange &CR) {
+      uint32_t W = CR.getBitWidth();
+      switch (ICmpOpcode) {
+        default: assert(!"Invalid ICmp opcode to makeConstantRange()");
+        case ICmpInst::ICMP_EQ:
+          return ConstantRange(CR.getLower(), CR.getUpper());
+        case ICmpInst::ICMP_NE:
+          if (CR.isSingleElement())
+            return ConstantRange(CR.getUpper(), CR.getLower());
+          return ConstantRange(W);
+        case ICmpInst::ICMP_ULT:
+          return ConstantRange(APInt::getMinValue(W), CR.getUnsignedMax());
+        case ICmpInst::ICMP_SLT:
+          return ConstantRange(APInt::getSignedMinValue(W), CR.getSignedMax());
+        case ICmpInst::ICMP_ULE: {
+          APInt UMax(CR.getUnsignedMax());
+          if (UMax.isMaxValue())
+            return ConstantRange(W);
+          return ConstantRange(APInt::getMinValue(W), UMax + 1);
+        }
+        case ICmpInst::ICMP_SLE: {
+          APInt SMax(CR.getSignedMax());
+          if (SMax.isMaxSignedValue() || (SMax+1).isMaxSignedValue())
+            return ConstantRange(W);
+          return ConstantRange(APInt::getSignedMinValue(W), SMax + 1);
+        }
+        case ICmpInst::ICMP_UGT:
+          return ConstantRange(CR.getUnsignedMin() + 1, APInt::getNullValue(W));
+        case ICmpInst::ICMP_SGT:
+          return ConstantRange(CR.getSignedMin() + 1,
+                               APInt::getSignedMinValue(W));
+        case ICmpInst::ICMP_UGE: {
+          APInt UMin(CR.getUnsignedMin());
+          if (UMin.isMinValue())
+            return ConstantRange(W);
+          return ConstantRange(UMin, APInt::getNullValue(W));
+        }
+        case ICmpInst::ICMP_SGE: {
+          APInt SMin(CR.getSignedMin());
+          if (SMin.isMinSignedValue())
+            return ConstantRange(W);
+          return ConstantRange(SMin, APInt::getSignedMinValue(W));
+        }
+      }
+    }
 
-void PredicateSimplifier::proceedToSuccessor(PropertySet &KP, BasicBlock *BB) {
-  visitBasicBlock(BB, KP);
-}
+#ifndef NDEBUG
+    bool isCanonical(Value *V, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+      return V == VN.canonicalize(V, Subtree);
+    }
+#endif
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI) {
-  PS->proceedToSuccessors(KP, TI.getParent());
-}
+  public:
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
-  BasicBlock *BB = BI.getParent();
+    ValueRanges(ValueNumbering &VN, TargetData *TD) : VN(VN), TD(TD) {}
 
-  if (BI.isUnconditional()) {
-    PS->proceedToSuccessors(KP, BB);
-    return;
-  }
+#ifndef NDEBUG
+    virtual ~ValueRanges() {}
 
-  Value *Condition = BI.getCondition();
+    virtual void dump() const {
+      dump(*cerr.stream());
+    }
 
-  BasicBlock *TrueDest  = BI.getSuccessor(0),
-             *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
+    void dump(std::ostream &os) const {
+      for (unsigned i = 0, e = Ranges.size(); i != e; ++i) {
+        os << (i+1) << " = ";
+        Ranges[i].dump(os);
+        os << "\n";
+      }
+    }
+#endif
 
-  if (isa<ConstantBool>(Condition) || TrueDest == FalseDest) {
-    PS->proceedToSuccessors(KP, BB);
-    return;
-  }
+    /// range - looks up the ConstantRange associated with a value number.
+    ConstantRange range(unsigned n, DomTreeDFS::Node *Subtree) {
+      assert(VN.value(n)); // performs range checks
 
-  DTNodeType *Node = PS->DT->getNode(BB);
-  for (DTNodeType::iterator I = Node->begin(), E = Node->end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *Dest = (*I)->getBlock();
-    PropertySet DestProperties(KP);
+      if (n <= Ranges.size()) {
+        ScopedRange::iterator I = Ranges[n-1].find(Subtree);
+        if (I != Ranges[n-1].end()) return I->second;
+      }
 
-    if (Dest == TrueDest)
-      DestProperties.addEqual(ConstantBool::getTrue(), Condition);
-    else if (Dest == FalseDest)
-      DestProperties.addEqual(ConstantBool::getFalse(), Condition);
+      Value *V = VN.value(n);
+      ConstantRange CR = range(V);
+      return CR;
+    }
 
-    PS->proceedToSuccessor(DestProperties, Dest);
-  }
-}
+    /// range - determine a range from a Value without performing any lookups.
+    ConstantRange range(Value *V) const {
+      if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
+        return ConstantRange(C->getValue());
+      else if (isa<ConstantPointerNull>(V))
+        return ConstantRange(APInt::getNullValue(typeToWidth(V->getType())));
+      else
+        return ConstantRange(typeToWidth(V->getType()));
+    }
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
-  Value *Condition = SI.getCondition();
+    // typeToWidth - returns the number of bits necessary to store a value of
+    // this type, or zero if unknown.
+    uint32_t typeToWidth(const Type *Ty) const {
+      if (TD)
+        return TD->getTypeSizeInBits(Ty);
+      else
+        return Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+    }
 
-  // Set the EQProperty in each of the cases BBs,
-  // and the NEProperties in the default BB.
-  PropertySet DefaultProperties(KP);
+    static bool isRelatedBy(const ConstantRange &CR1, const ConstantRange &CR2,
+                            LatticeVal LV) {
+      switch (LV) {
+      default: assert(!"Impossible lattice value!");
+      case NE:
+        return CR1.maximalIntersectWith(CR2).isEmptySet();
+      case ULT:
+        return CR1.getUnsignedMax().ult(CR2.getUnsignedMin());
+      case ULE:
+        return CR1.getUnsignedMax().ule(CR2.getUnsignedMin());
+      case UGT:
+        return CR1.getUnsignedMin().ugt(CR2.getUnsignedMax());
+      case UGE:
+        return CR1.getUnsignedMin().uge(CR2.getUnsignedMax());
+      case SLT:
+        return CR1.getSignedMax().slt(CR2.getSignedMin());
+      case SLE:
+        return CR1.getSignedMax().sle(CR2.getSignedMin());
+      case SGT:
+        return CR1.getSignedMin().sgt(CR2.getSignedMax());
+      case SGE:
+        return CR1.getSignedMin().sge(CR2.getSignedMax());
+      case LT:
+        return CR1.getUnsignedMax().ult(CR2.getUnsignedMin()) &&
+               CR1.getSignedMax().slt(CR2.getUnsignedMin());
+      case LE:
+        return CR1.getUnsignedMax().ule(CR2.getUnsignedMin()) &&
+               CR1.getSignedMax().sle(CR2.getUnsignedMin());
+      case GT:
+        return CR1.getUnsignedMin().ugt(CR2.getUnsignedMax()) &&
+               CR1.getSignedMin().sgt(CR2.getSignedMax());
+      case GE:
+        return CR1.getUnsignedMin().uge(CR2.getUnsignedMax()) &&
+               CR1.getSignedMin().sge(CR2.getSignedMax());
+      case SLTUGT:
+        return CR1.getSignedMax().slt(CR2.getSignedMin()) &&
+               CR1.getUnsignedMin().ugt(CR2.getUnsignedMax());
+      case SLEUGE:
+        return CR1.getSignedMax().sle(CR2.getSignedMin()) &&
+               CR1.getUnsignedMin().uge(CR2.getUnsignedMax());
+      case SGTULT:
+        return CR1.getSignedMin().sgt(CR2.getSignedMax()) &&
+               CR1.getUnsignedMax().ult(CR2.getUnsignedMin());
+      case SGEULE:
+        return CR1.getSignedMin().sge(CR2.getSignedMax()) &&
+               CR1.getUnsignedMax().ule(CR2.getUnsignedMin());
+      }
+    }
 
-  DTNodeType *Node = PS->DT->getNode(SI.getParent());
-  for (DTNodeType::iterator I = Node->begin(), E = Node->end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *BB = (*I)->getBlock();
+    bool isRelatedBy(unsigned n1, unsigned n2, DomTreeDFS::Node *Subtree,
+                     LatticeVal LV) {
+      ConstantRange CR1 = range(n1, Subtree);
+      ConstantRange CR2 = range(n2, Subtree);
 
-    PropertySet BBProperties(KP);
-    if (BB == SI.getDefaultDest()) {
-      for (unsigned i = 1, e = SI.getNumCases(); i < e; ++i)
-        if (SI.getSuccessor(i) != BB)
-          BBProperties.addNotEqual(Condition, SI.getCaseValue(i));
-    } else if (ConstantInt *CI = SI.findCaseDest(BB)) {
-      BBProperties.addEqual(Condition, CI);
+      // True iff all values in CR1 are LV to all values in CR2.
+      return isRelatedBy(CR1, CR2, LV);
     }
-    PS->proceedToSuccessor(BBProperties, BB);
-  }
-}
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
-  KP.addNotEqual(Constant::getNullValue(AI.getType()), &AI);
-}
+    void addToWorklist(Value *V, Constant *C, ICmpInst::Predicate Pred,
+                       VRPSolver *VRP);
+    void markBlock(VRPSolver *VRP);
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
-  Value *Ptr = LI.getPointerOperand();
-  KP.addNotEqual(Constant::getNullValue(Ptr->getType()), Ptr);
-}
+    void mergeInto(Value **I, unsigned n, unsigned New,
+                   DomTreeDFS::Node *Subtree, VRPSolver *VRP) {
+      ConstantRange CR_New = range(New, Subtree);
+      ConstantRange Merged = CR_New;
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
-  Value *Ptr = SI.getPointerOperand();
-  KP.addNotEqual(Constant::getNullValue(Ptr->getType()), Ptr);
-}
+      for (; n != 0; ++I, --n) {
+        unsigned i = VN.valueNumber(*I, Subtree);
+        ConstantRange CR_Kill = i ? range(i, Subtree) : range(*I);
+        if (CR_Kill.isFullSet()) continue;
+        Merged = Merged.maximalIntersectWith(CR_Kill);
+      }
 
-void PredicateSimplifier::Forwards::visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO) {
-  Instruction::BinaryOps ops = BO.getOpcode();
+      if (Merged.isFullSet() || Merged == CR_New) return;
 
-  switch (ops) {
-    case Instruction::Div:
-    case Instruction::Rem: {
-      Value *Divisor = BO.getOperand(1);
-      KP.addNotEqual(Constant::getNullValue(Divisor->getType()), Divisor);
-      break;
+      applyRange(New, Merged, Subtree, VRP);
     }
-    default:
-      break;
-  }
+
+    void applyRange(unsigned n, const ConstantRange &CR,
+                    DomTreeDFS::Node *Subtree, VRPSolver *VRP) {
+      ConstantRange Merged = CR.maximalIntersectWith(range(n, Subtree));
+      if (Merged.isEmptySet()) {
+        markBlock(VRP);
+        return;
+      }
+
+      if (const APInt *I = Merged.getSingleElement()) {
+        Value *V = VN.value(n); // XXX: redesign worklist.
+        const Type *Ty = V->getType();
+        if (Ty->isInteger()) {
+          addToWorklist(V, ConstantInt::get(*I), ICmpInst::ICMP_EQ, VRP);
+          return;
+        } else if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
+          assert(*I == 0 && "Pointer is null but not zero?");
+          addToWorklist(V, ConstantPointerNull::get(PTy),
+                        ICmpInst::ICMP_EQ, VRP);
+          return;
+        }
+      }
+
+      update(n, Merged, Subtree);
+    }
+
+    void addNotEquals(unsigned n1, unsigned n2, DomTreeDFS::Node *Subtree,
+                      VRPSolver *VRP) {
+      ConstantRange CR1 = range(n1, Subtree);
+      ConstantRange CR2 = range(n2, Subtree);
+
+      uint32_t W = CR1.getBitWidth();
+
+      if (const APInt *I = CR1.getSingleElement()) {
+        if (CR2.isFullSet()) {
+          ConstantRange NewCR2(CR1.getUpper(), CR1.getLower());
+          applyRange(n2, NewCR2, Subtree, VRP);
+        } else if (*I == CR2.getLower()) {
+          APInt NewLower(CR2.getLower() + 1),
+                NewUpper(CR2.getUpper());
+          if (NewLower == NewUpper)
+            NewLower = NewUpper = APInt::getMinValue(W);
+
+          ConstantRange NewCR2(NewLower, NewUpper);
+          applyRange(n2, NewCR2, Subtree, VRP);
+        } else if (*I == CR2.getUpper() - 1) {
+          APInt NewLower(CR2.getLower()),
+                NewUpper(CR2.getUpper() - 1);
+          if (NewLower == NewUpper)
+            NewLower = NewUpper = APInt::getMinValue(W);
+
+          ConstantRange NewCR2(NewLower, NewUpper);
+          applyRange(n2, NewCR2, Subtree, VRP);
+        }
+      }
+
+      if (const APInt *I = CR2.getSingleElement()) {
+        if (CR1.isFullSet()) {
+          ConstantRange NewCR1(CR2.getUpper(), CR2.getLower());
+          applyRange(n1, NewCR1, Subtree, VRP);
+        } else if (*I == CR1.getLower()) {
+          APInt NewLower(CR1.getLower() + 1),
+                NewUpper(CR1.getUpper());
+          if (NewLower == NewUpper)
+            NewLower = NewUpper = APInt::getMinValue(W);
+
+          ConstantRange NewCR1(NewLower, NewUpper);
+          applyRange(n1, NewCR1, Subtree, VRP);
+        } else if (*I == CR1.getUpper() - 1) {
+          APInt NewLower(CR1.getLower()),
+                NewUpper(CR1.getUpper() - 1);
+          if (NewLower == NewUpper)
+            NewLower = NewUpper = APInt::getMinValue(W);
+
+          ConstantRange NewCR1(NewLower, NewUpper);
+          applyRange(n1, NewCR1, Subtree, VRP);
+        }
+      }
+    }
+
+    void addInequality(unsigned n1, unsigned n2, DomTreeDFS::Node *Subtree,
+                       LatticeVal LV, VRPSolver *VRP) {
+      assert(!isRelatedBy(n1, n2, Subtree, LV) && "Asked to do useless work.");
+
+      if (LV == NE) {
+        addNotEquals(n1, n2, Subtree, VRP);
+        return;
+      }
+
+      ConstantRange CR1 = range(n1, Subtree);
+      ConstantRange CR2 = range(n2, Subtree);
+
+      if (!CR1.isSingleElement()) {
+        ConstantRange NewCR1 = CR1.maximalIntersectWith(create(LV, CR2));
+        if (NewCR1 != CR1)
+          applyRange(n1, NewCR1, Subtree, VRP);
+      }
+
+      if (!CR2.isSingleElement()) {
+        ConstantRange NewCR2 = CR2.maximalIntersectWith(
+                                       create(reversePredicate(LV), CR1));
+        if (NewCR2 != CR2)
+          applyRange(n2, NewCR2, Subtree, VRP);
+      }
+    }
+  };
+
+  /// UnreachableBlocks keeps tracks of blocks that are for one reason or
+  /// another discovered to be unreachable. This is used to cull the graph when
+  /// analyzing instructions, and to mark blocks with the "unreachable"
+  /// terminator instruction after the function has executed.
+  class VISIBILITY_HIDDEN UnreachableBlocks {
+  private:
+    std::vector<BasicBlock *> DeadBlocks;
+
+  public:
+    /// mark - mark a block as dead
+    void mark(BasicBlock *BB) {
+      std::vector<BasicBlock *>::iterator E = DeadBlocks.end();
+      std::vector<BasicBlock *>::iterator I =
+        std::lower_bound(DeadBlocks.begin(), E, BB);
+
+      if (I == E || *I != BB) DeadBlocks.insert(I, BB);
+    }
+
+    /// isDead - returns whether a block is known to be dead already
+    bool isDead(BasicBlock *BB) {
+      std::vector<BasicBlock *>::iterator E = DeadBlocks.end();
+      std::vector<BasicBlock *>::iterator I =
+        std::lower_bound(DeadBlocks.begin(), E, BB);
+
+      return I != E && *I == BB;
+    }
+
+    /// kill - replace the dead blocks' terminator with an UnreachableInst.
+    bool kill() {
+      bool modified = false;
+      for (std::vector<BasicBlock *>::iterator I = DeadBlocks.begin(),
+           E = DeadBlocks.end(); I != E; ++I) {
+        BasicBlock *BB = *I;
+
+        DOUT << "unreachable block: " << BB->getName() << "\n";
+
+        for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
+             SI != SE; ++SI) {
+          BasicBlock *Succ = *SI;
+          Succ->removePredecessor(BB);
+        }
+
+        TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
+        TI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TI->getType()));
+        TI->eraseFromParent();
+        new UnreachableInst(BB);
+        ++NumBlocks;
+        modified = true;
+      }
+      DeadBlocks.clear();
+      return modified;
+    }
+  };
+
+  /// VRPSolver keeps track of how changes to one variable affect other
+  /// variables, and forwards changes along to the InequalityGraph. It
+  /// also maintains the correct choice for "canonical" in the IG.
+  /// @brief VRPSolver calculates inferences from a new relationship.
+  class VISIBILITY_HIDDEN VRPSolver {
+  private:
+    friend class ValueRanges;
+
+    struct Operation {
+      Value *LHS, *RHS;
+      ICmpInst::Predicate Op;
+
+      BasicBlock *ContextBB; // XXX use a DomTreeDFS::Node instead
+      Instruction *ContextInst;
+    };
+    std::deque<Operation> WorkList;
+
+    ValueNumbering &VN;
+    InequalityGraph &IG;
+    UnreachableBlocks &UB;
+    ValueRanges &VR;
+    DomTreeDFS *DTDFS;
+    DomTreeDFS::Node *Top;
+    BasicBlock *TopBB;
+    Instruction *TopInst;
+    bool &modified;
+
+    typedef InequalityGraph::Node Node;
+
+    // below - true if the Instruction is dominated by the current context
+    // block or instruction
+    bool below(Instruction *I) {
+      BasicBlock *BB = I->getParent();
+      if (TopInst && TopInst->getParent() == BB) {
+        if (isa<TerminatorInst>(TopInst)) return false;
+        if (isa<TerminatorInst>(I)) return true;
+        if ( isa<PHINode>(TopInst) && !isa<PHINode>(I)) return true;
+        if (!isa<PHINode>(TopInst) &&  isa<PHINode>(I)) return false;
+
+        for (BasicBlock::const_iterator Iter = BB->begin(), E = BB->end();
+             Iter != E; ++Iter) {
+          if (&*Iter == TopInst) return true;
+          else if (&*Iter == I) return false;
+        }
+        assert(!"Instructions not found in parent BasicBlock?");
+      } else {
+        DomTreeDFS::Node *Node = DTDFS->getNodeForBlock(BB);
+        if (!Node) return false;
+        return Top->dominates(Node);
+      }
+      return false; // Not reached
+    }
+
+    // aboveOrBelow - true if the Instruction either dominates or is dominated
+    // by the current context block or instruction
+    bool aboveOrBelow(Instruction *I) {
+      BasicBlock *BB = I->getParent();
+      DomTreeDFS::Node *Node = DTDFS->getNodeForBlock(BB);
+      if (!Node) return false;
+
+      return Top == Node || Top->dominates(Node) || Node->dominates(Top);
+    }
+
+    bool makeEqual(Value *V1, Value *V2) {
+      DOUT << "makeEqual(" << *V1 << ", " << *V2 << ")\n";
+      DOUT << "context is ";
+      if (TopInst) DOUT << "I: " << *TopInst << "\n";
+      else DOUT << "BB: " << TopBB->getName()
+                << "(" << Top->getDFSNumIn() << ")\n";
+
+      assert(V1->getType() == V2->getType() &&
+             "Can't make two values with different types equal.");
+
+      if (V1 == V2) return true;
+
+      if (isa<Constant>(V1) && isa<Constant>(V2))
+        return false;
+
+      unsigned n1 = VN.valueNumber(V1, Top), n2 = VN.valueNumber(V2, Top);
+
+      if (n1 && n2) {
+        if (n1 == n2) return true;
+        if (IG.isRelatedBy(n1, n2, Top, NE)) return false;
+      }
+
+      if (n1) assert(V1 == VN.value(n1) && "Value isn't canonical.");
+      if (n2) assert(V2 == VN.value(n2) && "Value isn't canonical.");
+
+      assert(!VN.compare(V2, V1) && "Please order parameters to makeEqual.");
+
+      assert(!isa<Constant>(V2) && "Tried to remove a constant.");
+
+      SetVector<unsigned> Remove;
+      if (n2) Remove.insert(n2);
+
+      if (n1 && n2) {
+        // Suppose we're being told that %x == %y, and %x <= %z and %y >= %z.
+        // We can't just merge %x and %y because the relationship with %z would
+        // be EQ and that's invalid. What we're doing is looking for any nodes
+        // %z such that %x <= %z and %y >= %z, and vice versa.
+
+        Node::iterator end = IG.node(n2)->end();
+
+        // Find the intersection between N1 and N2 which is dominated by
+        // Top. If we find %x where N1 <= %x <= N2 (or >=) then add %x to
+        // Remove.
+        for (Node::iterator I = IG.node(n1)->begin(), E = IG.node(n1)->end();
+             I != E; ++I) {
+          if (!(I->LV & EQ_BIT) || !Top->DominatedBy(I->Subtree)) continue;
+
+          unsigned ILV_s = I->LV & (SLT_BIT|SGT_BIT);
+          unsigned ILV_u = I->LV & (ULT_BIT|UGT_BIT);
+          Node::iterator NI = IG.node(n2)->find(I->To, Top);
+          if (NI != end) {
+            LatticeVal NILV = reversePredicate(NI->LV);
+            unsigned NILV_s = NILV & (SLT_BIT|SGT_BIT);
+            unsigned NILV_u = NILV & (ULT_BIT|UGT_BIT);
+
+            if ((ILV_s != (SLT_BIT|SGT_BIT) && ILV_s == NILV_s) ||
+                (ILV_u != (ULT_BIT|UGT_BIT) && ILV_u == NILV_u))
+              Remove.insert(I->To);
+          }
+        }
+
+        // See if one of the nodes about to be removed is actually a better
+        // canonical choice than n1.
+        unsigned orig_n1 = n1;
+        SetVector<unsigned>::iterator DontRemove = Remove.end();
+        for (SetVector<unsigned>::iterator I = Remove.begin()+1 /* skip n2 */,
+             E = Remove.end(); I != E; ++I) {
+          unsigned n = *I;
+          Value *V = VN.value(n);
+          if (VN.compare(V, V1)) {
+            V1 = V;
+            n1 = n;
+            DontRemove = I;
+          }
+        }
+        if (DontRemove != Remove.end()) {
+          unsigned n = *DontRemove;
+          Remove.remove(n);
+          Remove.insert(orig_n1);
+        }
+      }
+
+      // We'd like to allow makeEqual on two values to perform a simple
+      // substitution without creating nodes in the IG whenever possible.
+      //
+      // The first iteration through this loop operates on V2 before going
+      // through the Remove list and operating on those too. If all of the
+      // iterations performed simple replacements then we exit early.
+      bool mergeIGNode = false;
+      unsigned i = 0;
+      for (Value *R = V2; i == 0 || i < Remove.size(); ++i) {
+        if (i) R = VN.value(Remove[i]); // skip n2.
+
+        // Try to replace the whole instruction. If we can, we're done.
+        Instruction *I2 = dyn_cast<Instruction>(R);
+        if (I2 && below(I2)) {
+          std::vector<Instruction *> ToNotify;
+          for (Value::use_iterator UI = R->use_begin(), UE = R->use_end();
+               UI != UE;) {
+            Use &TheUse = UI.getUse();
+            ++UI;
+            if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(TheUse.getUser()))
+              ToNotify.push_back(I);
+          }
+
+          DOUT << "Simply removing " << *I2
+               << ", replacing with " << *V1 << "\n";
+          I2->replaceAllUsesWith(V1);
+          // leave it dead; it'll get erased later.
+          ++NumInstruction;
+          modified = true;
+
+          for (std::vector<Instruction *>::iterator II = ToNotify.begin(),
+               IE = ToNotify.end(); II != IE; ++II) {
+            opsToDef(*II);
+          }
+
+          continue;
+        }
+
+        // Otherwise, replace all dominated uses.
+        for (Value::use_iterator UI = R->use_begin(), UE = R->use_end();
+             UI != UE;) {
+          Use &TheUse = UI.getUse();
+          ++UI;
+          if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(TheUse.getUser())) {
+            if (below(I)) {
+              TheUse.set(V1);
+              modified = true;
+              ++NumVarsReplaced;
+              opsToDef(I);
+            }
+          }
+        }
+
+        // If that killed the instruction, stop here.
+        if (I2 && isInstructionTriviallyDead(I2)) {
+          DOUT << "Killed all uses of " << *I2
+               << ", replacing with " << *V1 << "\n";
+          continue;
+        }
+
+        // If we make it to here, then we will need to create a node for N1.
+        // Otherwise, we can skip out early!
+        mergeIGNode = true;
+      }
+
+      if (!isa<Constant>(V1)) {
+        if (Remove.empty()) {
+          VR.mergeInto(&V2, 1, VN.getOrInsertVN(V1, Top), Top, this);
+        } else {
+          std::vector<Value*> RemoveVals;
+          RemoveVals.reserve(Remove.size());
+
+          for (SetVector<unsigned>::iterator I = Remove.begin(),
+               E = Remove.end(); I != E; ++I) {
+            Value *V = VN.value(*I);
+            if (!V->use_empty())
+              RemoveVals.push_back(V);
+          }
+          VR.mergeInto(&RemoveVals[0], RemoveVals.size(), 
+                       VN.getOrInsertVN(V1, Top), Top, this);
+        }
+      }
+
+      if (mergeIGNode) {
+        // Create N1.
+        if (!n1) n1 = VN.getOrInsertVN(V1, Top);
+        IG.node(n1); // Ensure that IG.Nodes won't get resized
+
+        // Migrate relationships from removed nodes to N1.
+        for (SetVector<unsigned>::iterator I = Remove.begin(), E = Remove.end();
+             I != E; ++I) {
+          unsigned n = *I;
+          for (Node::iterator NI = IG.node(n)->begin(), NE = IG.node(n)->end();
+               NI != NE; ++NI) {
+            if (NI->Subtree->DominatedBy(Top)) {
+              if (NI->To == n1) {
+                assert((NI->LV & EQ_BIT) && "Node inequal to itself.");
+                continue;
+              }
+              if (Remove.count(NI->To))
+                continue;
+
+              IG.node(NI->To)->update(n1, reversePredicate(NI->LV), Top);
+              IG.node(n1)->update(NI->To, NI->LV, Top);
+            }
+          }
+        }
+
+        // Point V2 (and all items in Remove) to N1.
+        if (!n2)
+          VN.addEquality(n1, V2, Top);
+        else {
+          for (SetVector<unsigned>::iterator I = Remove.begin(),
+               E = Remove.end(); I != E; ++I) {
+            VN.addEquality(n1, VN.value(*I), Top);
+          }
+        }
+
+        // If !Remove.empty() then V2 = Remove[0]->getValue().
+        // Even when Remove is empty, we still want to process V2.
+        i = 0;
+        for (Value *R = V2; i == 0 || i < Remove.size(); ++i) {
+          if (i) R = VN.value(Remove[i]); // skip n2.
+
+          if (Instruction *I2 = dyn_cast<Instruction>(R)) {
+            if (aboveOrBelow(I2))
+            defToOps(I2);
+          }
+          for (Value::use_iterator UI = V2->use_begin(), UE = V2->use_end();
+               UI != UE;) {
+            Use &TheUse = UI.getUse();
+            ++UI;
+            if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(TheUse.getUser())) {
+              if (aboveOrBelow(I))
+                opsToDef(I);
+            }
+          }
+        }
+      }
+
+      // re-opsToDef all dominated users of V1.
+      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V1)) {
+        for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
+             UI != UE;) {
+          Use &TheUse = UI.getUse();
+          ++UI;
+          Value *V = TheUse.getUser();
+          if (!V->use_empty()) {
+            if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V)) {
+              if (aboveOrBelow(Inst))
+                opsToDef(Inst);
+            }
+          }
+        }
+      }
+
+      return true;
+    }
+
+    /// cmpInstToLattice - converts an CmpInst::Predicate to lattice value
+    /// Requires that the lattice value be valid; does not accept ICMP_EQ.
+    static LatticeVal cmpInstToLattice(ICmpInst::Predicate Pred) {
+      switch (Pred) {
+        case ICmpInst::ICMP_EQ:
+          assert(!"No matching lattice value.");
+          return static_cast<LatticeVal>(EQ_BIT);
+        default:
+          assert(!"Invalid 'icmp' predicate.");
+        case ICmpInst::ICMP_NE:
+          return NE;
+        case ICmpInst::ICMP_UGT:
+          return UGT;
+        case ICmpInst::ICMP_UGE:
+          return UGE;
+        case ICmpInst::ICMP_ULT:
+          return ULT;
+        case ICmpInst::ICMP_ULE:
+          return ULE;
+        case ICmpInst::ICMP_SGT:
+          return SGT;
+        case ICmpInst::ICMP_SGE:
+          return SGE;
+        case ICmpInst::ICMP_SLT:
+          return SLT;
+        case ICmpInst::ICMP_SLE:
+          return SLE;
+      }
+    }
+
+  public:
+    VRPSolver(ValueNumbering &VN, InequalityGraph &IG, UnreachableBlocks &UB,
+              ValueRanges &VR, DomTreeDFS *DTDFS, bool &modified,
+              BasicBlock *TopBB)
+      : VN(VN),
+        IG(IG),
+        UB(UB),
+        VR(VR),
+        DTDFS(DTDFS),
+        Top(DTDFS->getNodeForBlock(TopBB)),
+        TopBB(TopBB),
+        TopInst(NULL),
+        modified(modified)
+    {
+      assert(Top && "VRPSolver created for unreachable basic block.");
+    }
+
+    VRPSolver(ValueNumbering &VN, InequalityGraph &IG, UnreachableBlocks &UB,
+              ValueRanges &VR, DomTreeDFS *DTDFS, bool &modified,
+              Instruction *TopInst)
+      : VN(VN),
+        IG(IG),
+        UB(UB),
+        VR(VR),
+        DTDFS(DTDFS),
+        Top(DTDFS->getNodeForBlock(TopInst->getParent())),
+        TopBB(TopInst->getParent()),
+        TopInst(TopInst),
+        modified(modified)
+    {
+      assert(Top && "VRPSolver created for unreachable basic block.");
+      assert(Top->getBlock() == TopInst->getParent() && "Context mismatch.");
+    }
+
+    bool isRelatedBy(Value *V1, Value *V2, ICmpInst::Predicate Pred) const {
+      if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(V1))
+        if (Constant *C2 = dyn_cast<Constant>(V2))
+          return ConstantExpr::getCompare(Pred, C1, C2) ==
+                 ConstantInt::getTrue();
+
+      unsigned n1 = VN.valueNumber(V1, Top);
+      unsigned n2 = VN.valueNumber(V2, Top);
+
+      if (n1 && n2) {
+        if (n1 == n2) return Pred == ICmpInst::ICMP_EQ ||
+                             Pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
+                             Pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
+                             Pred == ICmpInst::ICMP_SLE ||
+                             Pred == ICmpInst::ICMP_SGE;
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) return false;
+        if (IG.isRelatedBy(n1, n2, Top, cmpInstToLattice(Pred))) return true;
+        if (VR.isRelatedBy(n1, n2, Top, cmpInstToLattice(Pred))) return true;
+      }
+
+      if ((n1 && !n2 && isa<Constant>(V2)) ||
+          (n2 && !n1 && isa<Constant>(V1))) {
+        ConstantRange CR1 = n1 ? VR.range(n1, Top) : VR.range(V1);
+        ConstantRange CR2 = n2 ? VR.range(n2, Top) : VR.range(V2);
+
+        if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
+          return CR1.isSingleElement() &&
+                 CR1.getSingleElement() == CR2.getSingleElement();
+
+        return VR.isRelatedBy(CR1, CR2, cmpInstToLattice(Pred));
+      }
+      if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) return V1 == V2;
+      return false;
+    }
+
+    /// add - adds a new property to the work queue
+    void add(Value *V1, Value *V2, ICmpInst::Predicate Pred,
+             Instruction *I = NULL) {
+      DOUT << "adding " << *V1 << " " << Pred << " " << *V2;
+      if (I) DOUT << " context: " << *I;
+      else DOUT << " default context (" << Top->getDFSNumIn() << ")";
+      DOUT << "\n";
+
+      assert(V1->getType() == V2->getType() &&
+             "Can't relate two values with different types.");
+
+      WorkList.push_back(Operation());
+      Operation &O = WorkList.back();
+      O.LHS = V1, O.RHS = V2, O.Op = Pred, O.ContextInst = I;
+      O.ContextBB = I ? I->getParent() : TopBB;
+    }
+
+    /// defToOps - Given an instruction definition that we've learned something
+    /// new about, find any new relationships between its operands.
+    void defToOps(Instruction *I) {
+      Instruction *NewContext = below(I) ? I : TopInst;
+      Value *Canonical = VN.canonicalize(I, Top);
+
+      if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+        const Type *Ty = BO->getType();
+        assert(!Ty->isFPOrFPVector() && "Float in work queue!");
+
+        Value *Op0 = VN.canonicalize(BO->getOperand(0), Top);
+        Value *Op1 = VN.canonicalize(BO->getOperand(1), Top);
+
+        // TODO: "and i32 -1, %x" EQ %y then %x EQ %y.
+
+        switch (BO->getOpcode()) {
+          case Instruction::And: {
+            // "and i32 %a, %b" EQ -1 then %a EQ -1 and %b EQ -1
+            ConstantInt *CI = ConstantInt::getAllOnesValue(Ty);
+            if (Canonical == CI) {
+              add(CI, Op0, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              add(CI, Op1, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+            }
+          } break;
+          case Instruction::Or: {
+            // "or i32 %a, %b" EQ 0 then %a EQ 0 and %b EQ 0
+            Constant *Zero = Constant::getNullValue(Ty);
+            if (Canonical == Zero) {
+              add(Zero, Op0, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              add(Zero, Op1, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+            }
+          } break;
+          case Instruction::Xor: {
+            // "xor i32 %c, %a" EQ %b then %a EQ %c ^ %b
+            // "xor i32 %c, %a" EQ %c then %a EQ 0
+            // "xor i32 %c, %a" NE %c then %a NE 0
+            // Repeat the above, with order of operands reversed.
+            Value *LHS = Op0;
+            Value *RHS = Op1;
+            if (!isa<Constant>(LHS)) std::swap(LHS, RHS);
+
+            if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Canonical)) {
+              if (ConstantInt *Arg = dyn_cast<ConstantInt>(LHS)) {
+                add(RHS, ConstantInt::get(CI->getValue() ^ Arg->getValue()),
+                    ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              }
+            }
+            if (Canonical == LHS) {
+              if (isa<ConstantInt>(Canonical))
+                add(RHS, Constant::getNullValue(Ty), ICmpInst::ICMP_EQ,
+                    NewContext);
+            } else if (isRelatedBy(LHS, Canonical, ICmpInst::ICMP_NE)) {
+              add(RHS, Constant::getNullValue(Ty), ICmpInst::ICMP_NE,
+                  NewContext);
+            }
+          } break;
+          default:
+            break;
+        }
+      } else if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
+        // "icmp ult i32 %a, %y" EQ true then %a u< y
+        // etc.
+
+        if (Canonical == ConstantInt::getTrue()) {
+          add(IC->getOperand(0), IC->getOperand(1), IC->getPredicate(),
+              NewContext);
+        } else if (Canonical == ConstantInt::getFalse()) {
+          add(IC->getOperand(0), IC->getOperand(1),
+              ICmpInst::getInversePredicate(IC->getPredicate()), NewContext);
+        }
+      } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
+        if (I->getType()->isFPOrFPVector()) return;
+
+        // Given: "%a = select i1 %x, i32 %b, i32 %c"
+        // %a EQ %b and %b NE %c then %x EQ true
+        // %a EQ %c and %b NE %c then %x EQ false
+
+        Value *True  = SI->getTrueValue();
+        Value *False = SI->getFalseValue();
+        if (isRelatedBy(True, False, ICmpInst::ICMP_NE)) {
+          if (Canonical == VN.canonicalize(True, Top) ||
+              isRelatedBy(Canonical, False, ICmpInst::ICMP_NE))
+            add(SI->getCondition(), ConstantInt::getTrue(),
+                ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+          else if (Canonical == VN.canonicalize(False, Top) ||
+                   isRelatedBy(Canonical, True, ICmpInst::ICMP_NE))
+            add(SI->getCondition(), ConstantInt::getFalse(),
+                ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+        }
+      } else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
+        for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = GEPI->idx_begin(),
+             OE = GEPI->idx_end(); OI != OE; ++OI) {
+          ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(VN.canonicalize(*OI, Top));
+          if (!Op || !Op->isZero()) return;
+        }
+        // TODO: The GEPI indices are all zero. Copy from definition to operand,
+        // jumping the type plane as needed.
+        if (isRelatedBy(GEPI, Constant::getNullValue(GEPI->getType()),
+                        ICmpInst::ICMP_NE)) {
+          Value *Ptr = GEPI->getPointerOperand();
+          add(Ptr, Constant::getNullValue(Ptr->getType()), ICmpInst::ICMP_NE,
+              NewContext);
+        }
+      } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
+        const Type *SrcTy = CI->getSrcTy();
+
+        unsigned ci = VN.getOrInsertVN(CI, Top);
+        uint32_t W = VR.typeToWidth(SrcTy);
+        if (!W) return;
+        ConstantRange CR = VR.range(ci, Top);
+
+        if (CR.isFullSet()) return;
+
+        switch (CI->getOpcode()) {
+          default: break;
+          case Instruction::ZExt:
+          case Instruction::SExt:
+            VR.applyRange(VN.getOrInsertVN(CI->getOperand(0), Top),
+                          CR.truncate(W), Top, this);
+            break;
+          case Instruction::BitCast:
+            VR.applyRange(VN.getOrInsertVN(CI->getOperand(0), Top),
+                          CR, Top, this);
+            break;
+        }
+      }
+    }
+
+    /// opsToDef - A new relationship was discovered involving one of this
+    /// instruction's operands. Find any new relationship involving the
+    /// definition, or another operand.
+    void opsToDef(Instruction *I) {
+      Instruction *NewContext = below(I) ? I : TopInst;
+
+      if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+        Value *Op0 = VN.canonicalize(BO->getOperand(0), Top);
+        Value *Op1 = VN.canonicalize(BO->getOperand(1), Top);
+
+        if (ConstantInt *CI0 = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
+          if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
+            add(BO, ConstantExpr::get(BO->getOpcode(), CI0, CI1),
+                ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+            return;
+          }
+
+        // "%y = and i1 true, %x" then %x EQ %y
+        // "%y = or i1 false, %x" then %x EQ %y
+        // "%x = add i32 %y, 0" then %x EQ %y
+        // "%x = mul i32 %y, 0" then %x EQ 0
+
+        Instruction::BinaryOps Opcode = BO->getOpcode();
+        const Type *Ty = BO->getType();
+        assert(!Ty->isFPOrFPVector() && "Float in work queue!");
+
+        Constant *Zero = Constant::getNullValue(Ty);
+        ConstantInt *AllOnes = ConstantInt::getAllOnesValue(Ty);
+
+        switch (Opcode) {
+          default: break;
+          case Instruction::LShr:
+          case Instruction::AShr:
+          case Instruction::Shl:
+          case Instruction::Sub:
+            if (Op1 == Zero) {
+              add(BO, Op0, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            }
+            break;
+          case Instruction::Or:
+            if (Op0 == AllOnes || Op1 == AllOnes) {
+              add(BO, AllOnes, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            } // fall-through
+          case Instruction::Xor:
+          case Instruction::Add:
+            if (Op0 == Zero) {
+              add(BO, Op1, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            } else if (Op1 == Zero) {
+              add(BO, Op0, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            }
+            break;
+          case Instruction::And:
+            if (Op0 == AllOnes) {
+              add(BO, Op1, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            } else if (Op1 == AllOnes) {
+              add(BO, Op0, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            }
+            // fall-through
+          case Instruction::Mul:
+            if (Op0 == Zero || Op1 == Zero) {
+              add(BO, Zero, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              return;
+            }
+            break;
+        }
+
+        // "%x = add i32 %y, %z" and %x EQ %y then %z EQ 0
+        // "%x = add i32 %y, %z" and %x EQ %z then %y EQ 0
+        // "%x = shl i32 %y, %z" and %x EQ %y and %y NE 0 then %z EQ 0
+        // "%x = udiv i32 %y, %z" and %x EQ %y then %z EQ 1
+
+        Value *Known = Op0, *Unknown = Op1,
+              *TheBO = VN.canonicalize(BO, Top);
+        if (Known != TheBO) std::swap(Known, Unknown);
+        if (Known == TheBO) {
+          switch (Opcode) {
+            default: break;
+            case Instruction::LShr:
+            case Instruction::AShr:
+            case Instruction::Shl:
+              if (!isRelatedBy(Known, Zero, ICmpInst::ICMP_NE)) break;
+              // otherwise, fall-through.
+            case Instruction::Sub:
+              if (Unknown == Op0) break;
+              // otherwise, fall-through.
+            case Instruction::Xor:
+            case Instruction::Add:
+              add(Unknown, Zero, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              break;
+            case Instruction::UDiv:
+            case Instruction::SDiv:
+              if (Unknown == Op1) break;
+              if (isRelatedBy(Known, Zero, ICmpInst::ICMP_NE)) {
+                Constant *One = ConstantInt::get(Ty, 1);
+                add(Unknown, One, ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+              }
+              break;
+          }
+        }
+
+        // TODO: "%a = add i32 %b, 1" and %b > %z then %a >= %z.
+
+      } else if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
+        // "%a = icmp ult i32 %b, %c" and %b u<  %c then %a EQ true
+        // "%a = icmp ult i32 %b, %c" and %b u>= %c then %a EQ false
+        // etc.
+
+        Value *Op0 = VN.canonicalize(IC->getOperand(0), Top);
+        Value *Op1 = VN.canonicalize(IC->getOperand(1), Top);
+
+        ICmpInst::Predicate Pred = IC->getPredicate();
+        if (isRelatedBy(Op0, Op1, Pred))
+          add(IC, ConstantInt::getTrue(), ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+        else if (isRelatedBy(Op0, Op1, ICmpInst::getInversePredicate(Pred)))
+          add(IC, ConstantInt::getFalse(), ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+
+      } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
+        if (I->getType()->isFPOrFPVector()) return;
+
+        // Given: "%a = select i1 %x, i32 %b, i32 %c"
+        // %x EQ true  then %a EQ %b
+        // %x EQ false then %a EQ %c
+        // %b EQ %c then %a EQ %b
+
+        Value *Canonical = VN.canonicalize(SI->getCondition(), Top);
+        if (Canonical == ConstantInt::getTrue()) {
+          add(SI, SI->getTrueValue(), ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+        } else if (Canonical == ConstantInt::getFalse()) {
+          add(SI, SI->getFalseValue(), ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+        } else if (VN.canonicalize(SI->getTrueValue(), Top) ==
+                   VN.canonicalize(SI->getFalseValue(), Top)) {
+          add(SI, SI->getTrueValue(), ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+        }
+      } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
+        const Type *DestTy = CI->getDestTy();
+        if (DestTy->isFPOrFPVector()) return;
+
+        Value *Op = VN.canonicalize(CI->getOperand(0), Top);
+        Instruction::CastOps Opcode = CI->getOpcode();
+
+        if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
+          add(CI, ConstantExpr::getCast(Opcode, C, DestTy),
+              ICmpInst::ICMP_EQ, NewContext);
+        }
+
+        uint32_t W = VR.typeToWidth(DestTy);
+        unsigned ci = VN.getOrInsertVN(CI, Top);
+        ConstantRange CR = VR.range(VN.getOrInsertVN(Op, Top), Top);
+
+        if (!CR.isFullSet()) {
+          switch (Opcode) {
+            default: break;
+            case Instruction::ZExt:
+              VR.applyRange(ci, CR.zeroExtend(W), Top, this);
+              break;
+            case Instruction::SExt:
+              VR.applyRange(ci, CR.signExtend(W), Top, this);
+              break;
+            case Instruction::Trunc: {
+              ConstantRange Result = CR.truncate(W);
+              if (!Result.isFullSet())
+                VR.applyRange(ci, Result, Top, this);
+            } break;
+            case Instruction::BitCast:
+              VR.applyRange(ci, CR, Top, this);
+              break;
+            // TODO: other casts?
+          }
+        }
+      } else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
+        for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = GEPI->idx_begin(),
+             OE = GEPI->idx_end(); OI != OE; ++OI) {
+          ConstantInt *Op = dyn_cast<ConstantInt>(VN.canonicalize(*OI, Top));
+          if (!Op || !Op->isZero()) return;
+        }
+        // TODO: The GEPI indices are all zero. Copy from operand to definition,
+        // jumping the type plane as needed.
+        Value *Ptr = GEPI->getPointerOperand();
+        if (isRelatedBy(Ptr, Constant::getNullValue(Ptr->getType()),
+                        ICmpInst::ICMP_NE)) {
+          add(GEPI, Constant::getNullValue(GEPI->getType()), ICmpInst::ICMP_NE,
+              NewContext);
+        }
+      }
+    }
+
+    /// solve - process the work queue
+    void solve() {
+      //DOUT << "WorkList entry, size: " << WorkList.size() << "\n";
+      while (!WorkList.empty()) {
+        //DOUT << "WorkList size: " << WorkList.size() << "\n";
+
+        Operation &O = WorkList.front();
+        TopInst = O.ContextInst;
+        TopBB = O.ContextBB;
+        Top = DTDFS->getNodeForBlock(TopBB); // XXX move this into Context
+
+        O.LHS = VN.canonicalize(O.LHS, Top);
+        O.RHS = VN.canonicalize(O.RHS, Top);
+
+        assert(O.LHS == VN.canonicalize(O.LHS, Top) && "Canonicalize isn't.");
+        assert(O.RHS == VN.canonicalize(O.RHS, Top) && "Canonicalize isn't.");
+
+        DOUT << "solving " << *O.LHS << " " << O.Op << " " << *O.RHS;
+        if (O.ContextInst) DOUT << " context inst: " << *O.ContextInst;
+        else DOUT << " context block: " << O.ContextBB->getName();
+        DOUT << "\n";
+
+        DEBUG(VN.dump());
+        DEBUG(IG.dump());
+        DEBUG(VR.dump());
+
+        // If they're both Constant, skip it. Check for contradiction and mark
+        // the BB as unreachable if so.
+        if (Constant *CI_L = dyn_cast<Constant>(O.LHS)) {
+          if (Constant *CI_R = dyn_cast<Constant>(O.RHS)) {
+            if (ConstantExpr::getCompare(O.Op, CI_L, CI_R) ==
+                ConstantInt::getFalse())
+              UB.mark(TopBB);
+
+            WorkList.pop_front();
+            continue;
+          }
+        }
+
+        if (VN.compare(O.LHS, O.RHS)) {
+          std::swap(O.LHS, O.RHS);
+          O.Op = ICmpInst::getSwappedPredicate(O.Op);
+        }
+
+        if (O.Op == ICmpInst::ICMP_EQ) {
+          if (!makeEqual(O.RHS, O.LHS))
+            UB.mark(TopBB);
+        } else {
+          LatticeVal LV = cmpInstToLattice(O.Op);
+
+          if ((LV & EQ_BIT) &&
+              isRelatedBy(O.LHS, O.RHS, ICmpInst::getSwappedPredicate(O.Op))) {
+            if (!makeEqual(O.RHS, O.LHS))
+              UB.mark(TopBB);
+          } else {
+            if (isRelatedBy(O.LHS, O.RHS, ICmpInst::getInversePredicate(O.Op))){
+              UB.mark(TopBB);
+              WorkList.pop_front();
+              continue;
+            }
+
+            unsigned n1 = VN.getOrInsertVN(O.LHS, Top);
+            unsigned n2 = VN.getOrInsertVN(O.RHS, Top);
+
+            if (n1 == n2) {
+              if (O.Op != ICmpInst::ICMP_UGE && O.Op != ICmpInst::ICMP_ULE &&
+                  O.Op != ICmpInst::ICMP_SGE && O.Op != ICmpInst::ICMP_SLE)
+                UB.mark(TopBB);
+
+              WorkList.pop_front();
+              continue;
+            }
+
+            if (VR.isRelatedBy(n1, n2, Top, LV) ||
+                IG.isRelatedBy(n1, n2, Top, LV)) {
+              WorkList.pop_front();
+              continue;
+            }
+
+            VR.addInequality(n1, n2, Top, LV, this);
+            if ((!isa<ConstantInt>(O.RHS) && !isa<ConstantInt>(O.LHS)) ||
+                LV == NE)
+              IG.addInequality(n1, n2, Top, LV);
+
+            if (Instruction *I1 = dyn_cast<Instruction>(O.LHS)) {
+              if (aboveOrBelow(I1))
+                defToOps(I1);
+            }
+            if (isa<Instruction>(O.LHS) || isa<Argument>(O.LHS)) {
+              for (Value::use_iterator UI = O.LHS->use_begin(),
+                   UE = O.LHS->use_end(); UI != UE;) {
+                Use &TheUse = UI.getUse();
+                ++UI;
+                if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(TheUse.getUser())) {
+                  if (aboveOrBelow(I))
+                    opsToDef(I);
+                }
+              }
+            }
+            if (Instruction *I2 = dyn_cast<Instruction>(O.RHS)) {
+              if (aboveOrBelow(I2))
+              defToOps(I2);
+            }
+            if (isa<Instruction>(O.RHS) || isa<Argument>(O.RHS)) {
+              for (Value::use_iterator UI = O.RHS->use_begin(),
+                   UE = O.RHS->use_end(); UI != UE;) {
+                Use &TheUse = UI.getUse();
+                ++UI;
+                if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(TheUse.getUser())) {
+                  if (aboveOrBelow(I))
+                    opsToDef(I);
+                }
+              }
+            }
+          }
+        }
+        WorkList.pop_front();
+      }
+    }
+  };
+
+  void ValueRanges::addToWorklist(Value *V, Constant *C,
+                                  ICmpInst::Predicate Pred, VRPSolver *VRP) {
+    VRP->add(V, C, Pred, VRP->TopInst);
+  }
+
+  void ValueRanges::markBlock(VRPSolver *VRP) {
+    VRP->UB.mark(VRP->TopBB);
+  }
+
+  /// PredicateSimplifier - This class is a simplifier that replaces
+  /// one equivalent variable with another. It also tracks what
+  /// can't be equal and will solve setcc instructions when possible.
+  /// @brief Root of the predicate simplifier optimization.
+  class VISIBILITY_HIDDEN PredicateSimplifier : public FunctionPass {
+    DomTreeDFS *DTDFS;
+    bool modified;
+    ValueNumbering *VN;
+    InequalityGraph *IG;
+    UnreachableBlocks UB;
+    ValueRanges *VR;
+
+    std::vector<DomTreeDFS::Node *> WorkList;
+
+  public:
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    PredicateSimplifier() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+
+    bool runOnFunction(Function &F);
+
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequiredID(BreakCriticalEdgesID);
+      AU.addRequired<DominatorTree>();
+      AU.addRequired<TargetData>();
+      AU.addPreserved<TargetData>();
+    }
+
+  private:
+    /// Forwards - Adds new properties to VRPSolver and uses them to
+    /// simplify instructions. Because new properties sometimes apply to
+    /// a transition from one BasicBlock to another, this will use the
+    /// PredicateSimplifier::proceedToSuccessor(s) interface to enter the
+    /// basic block.
+    /// @brief Performs abstract execution of the program.
+    class VISIBILITY_HIDDEN Forwards : public InstVisitor<Forwards> {
+      friend class InstVisitor<Forwards>;
+      PredicateSimplifier *PS;
+      DomTreeDFS::Node *DTNode;
+
+    public:
+      ValueNumbering &VN;
+      InequalityGraph &IG;
+      UnreachableBlocks &UB;
+      ValueRanges &VR;
+
+      Forwards(PredicateSimplifier *PS, DomTreeDFS::Node *DTNode)
+        : PS(PS), DTNode(DTNode), VN(*PS->VN), IG(*PS->IG), UB(PS->UB),
+          VR(*PS->VR) {}
+
+      void visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI);
+      void visitBranchInst(BranchInst &BI);
+      void visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
+
+      void visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
+      void visitLoadInst(LoadInst &LI);
+      void visitStoreInst(StoreInst &SI);
+
+      void visitSExtInst(SExtInst &SI);
+      void visitZExtInst(ZExtInst &ZI);
+
+      void visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO);
+      void visitICmpInst(ICmpInst &IC);
+    };
+  
+    // Used by terminator instructions to proceed from the current basic
+    // block to the next. Verifies that "current" dominates "next",
+    // then calls visitBasicBlock.
+    void proceedToSuccessors(DomTreeDFS::Node *Current) {
+      for (DomTreeDFS::Node::iterator I = Current->begin(),
+           E = Current->end(); I != E; ++I) {
+        WorkList.push_back(*I);
+      }
+    }
+
+    void proceedToSuccessor(DomTreeDFS::Node *Next) {
+      WorkList.push_back(Next);
+    }
+
+    // Visits each instruction in the basic block.
+    void visitBasicBlock(DomTreeDFS::Node *Node) {
+      BasicBlock *BB = Node->getBlock();
+      DOUT << "Entering Basic Block: " << BB->getName()
+           << " (" << Node->getDFSNumIn() << ")\n";
+      for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;) {
+        visitInstruction(I++, Node);
+      }
+    }
+
+    // Tries to simplify each Instruction and add new properties.
+    void visitInstruction(Instruction *I, DomTreeDFS::Node *DT) {
+      DOUT << "Considering instruction " << *I << "\n";
+      DEBUG(VN->dump());
+      DEBUG(IG->dump());
+      DEBUG(VR->dump());
+
+      // Sometimes instructions are killed in earlier analysis.
+      if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
+        ++NumSimple;
+        modified = true;
+        if (unsigned n = VN->valueNumber(I, DTDFS->getRootNode()))
+          if (VN->value(n) == I) IG->remove(n);
+        VN->remove(I);
+        I->eraseFromParent();
+        return;
+      }
+
+#ifndef NDEBUG
+      // Try to replace the whole instruction.
+      Value *V = VN->canonicalize(I, DT);
+      assert(V == I && "Late instruction canonicalization.");
+      if (V != I) {
+        modified = true;
+        ++NumInstruction;
+        DOUT << "Removing " << *I << ", replacing with " << *V << "\n";
+        if (unsigned n = VN->valueNumber(I, DTDFS->getRootNode()))
+          if (VN->value(n) == I) IG->remove(n);
+        VN->remove(I);
+        I->replaceAllUsesWith(V);
+        I->eraseFromParent();
+        return;
+      }
+
+      // Try to substitute operands.
+      for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        Value *Oper = I->getOperand(i);
+        Value *V = VN->canonicalize(Oper, DT);
+        assert(V == Oper && "Late operand canonicalization.");
+        if (V != Oper) {
+          modified = true;
+          ++NumVarsReplaced;
+          DOUT << "Resolving " << *I;
+          I->setOperand(i, V);
+          DOUT << " into " << *I;
+        }
+      }
+#endif
+
+      std::string name = I->getParent()->getName();
+      DOUT << "push (%" << name << ")\n";
+      Forwards visit(this, DT);
+      visit.visit(*I);
+      DOUT << "pop (%" << name << ")\n";
+    }
+  };
+
+  bool PredicateSimplifier::runOnFunction(Function &F) {
+    DominatorTree *DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+    DTDFS = new DomTreeDFS(DT);
+    TargetData *TD = &getAnalysis<TargetData>();
+
+    DOUT << "Entering Function: " << F.getName() << "\n";
+
+    modified = false;
+    DomTreeDFS::Node *Root = DTDFS->getRootNode();
+    VN = new ValueNumbering(DTDFS);
+    IG = new InequalityGraph(*VN, Root);
+    VR = new ValueRanges(*VN, TD);
+    WorkList.push_back(Root);
+
+    do {
+      DomTreeDFS::Node *DTNode = WorkList.back();
+      WorkList.pop_back();
+      if (!UB.isDead(DTNode->getBlock())) visitBasicBlock(DTNode);
+    } while (!WorkList.empty());
+
+    delete DTDFS;
+    delete VR;
+    delete IG;
+
+    modified |= UB.kill();
+
+    return modified;
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI) {
+    PS->proceedToSuccessors(DTNode);
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
+    if (BI.isUnconditional()) {
+      PS->proceedToSuccessors(DTNode);
+      return;
+    }
+
+    Value *Condition = BI.getCondition();
+    BasicBlock *TrueDest  = BI.getSuccessor(0);
+    BasicBlock *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
+
+    if (isa<Constant>(Condition) || TrueDest == FalseDest) {
+      PS->proceedToSuccessors(DTNode);
+      return;
+    }
+
+    for (DomTreeDFS::Node::iterator I = DTNode->begin(), E = DTNode->end();
+         I != E; ++I) {
+      BasicBlock *Dest = (*I)->getBlock();
+      DOUT << "Branch thinking about %" << Dest->getName()
+           << "(" << PS->DTDFS->getNodeForBlock(Dest)->getDFSNumIn() << ")\n";
+
+      if (Dest == TrueDest) {
+        DOUT << "(" << DTNode->getBlock()->getName() << ") true set:\n";
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, Dest);
+        VRP.add(ConstantInt::getTrue(), Condition, ICmpInst::ICMP_EQ);
+        VRP.solve();
+        DEBUG(VN.dump());
+        DEBUG(IG.dump());
+        DEBUG(VR.dump());
+      } else if (Dest == FalseDest) {
+        DOUT << "(" << DTNode->getBlock()->getName() << ") false set:\n";
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, Dest);
+        VRP.add(ConstantInt::getFalse(), Condition, ICmpInst::ICMP_EQ);
+        VRP.solve();
+        DEBUG(VN.dump());
+        DEBUG(IG.dump());
+        DEBUG(VR.dump());
+      }
+
+      PS->proceedToSuccessor(*I);
+    }
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
+    Value *Condition = SI.getCondition();
+
+    // Set the EQProperty in each of the cases BBs, and the NEProperties
+    // in the default BB.
+
+    for (DomTreeDFS::Node::iterator I = DTNode->begin(), E = DTNode->end();
+         I != E; ++I) {
+      BasicBlock *BB = (*I)->getBlock();
+      DOUT << "Switch thinking about BB %" << BB->getName()
+           << "(" << PS->DTDFS->getNodeForBlock(BB)->getDFSNumIn() << ")\n";
+
+      VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, BB);
+      if (BB == SI.getDefaultDest()) {
+        for (unsigned i = 1, e = SI.getNumCases(); i < e; ++i)
+          if (SI.getSuccessor(i) != BB)
+            VRP.add(Condition, SI.getCaseValue(i), ICmpInst::ICMP_NE);
+        VRP.solve();
+      } else if (ConstantInt *CI = SI.findCaseDest(BB)) {
+        VRP.add(Condition, CI, ICmpInst::ICMP_EQ);
+        VRP.solve();
+      }
+      PS->proceedToSuccessor(*I);
+    }
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
+    VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &AI);
+    VRP.add(Constant::getNullValue(AI.getType()), &AI, ICmpInst::ICMP_NE);
+    VRP.solve();
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
+    Value *Ptr = LI.getPointerOperand();
+    // avoid "load uint* null" -> null NE null.
+    if (isa<Constant>(Ptr)) return;
+
+    VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &LI);
+    VRP.add(Constant::getNullValue(Ptr->getType()), Ptr, ICmpInst::ICMP_NE);
+    VRP.solve();
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
+    Value *Ptr = SI.getPointerOperand();
+    if (isa<Constant>(Ptr)) return;
+
+    VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &SI);
+    VRP.add(Constant::getNullValue(Ptr->getType()), Ptr, ICmpInst::ICMP_NE);
+    VRP.solve();
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitSExtInst(SExtInst &SI) {
+    VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &SI);
+    uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(SI.getSrcTy())->getBitWidth();
+    uint32_t DstBitWidth = cast<IntegerType>(SI.getDestTy())->getBitWidth();
+    APInt Min(APInt::getHighBitsSet(DstBitWidth, DstBitWidth-SrcBitWidth+1));
+    APInt Max(APInt::getLowBitsSet(DstBitWidth, SrcBitWidth-1));
+    VRP.add(ConstantInt::get(Min), &SI, ICmpInst::ICMP_SLE);
+    VRP.add(ConstantInt::get(Max), &SI, ICmpInst::ICMP_SGE);
+    VRP.solve();
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitZExtInst(ZExtInst &ZI) {
+    VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &ZI);
+    uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(ZI.getSrcTy())->getBitWidth();
+    uint32_t DstBitWidth = cast<IntegerType>(ZI.getDestTy())->getBitWidth();
+    APInt Max(APInt::getLowBitsSet(DstBitWidth, SrcBitWidth));
+    VRP.add(ConstantInt::get(Max), &ZI, ICmpInst::ICMP_UGE);
+    VRP.solve();
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO) {
+    Instruction::BinaryOps ops = BO.getOpcode();
+
+    switch (ops) {
+    default: break;
+      case Instruction::URem:
+      case Instruction::SRem:
+      case Instruction::UDiv:
+      case Instruction::SDiv: {
+        Value *Divisor = BO.getOperand(1);
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(Constant::getNullValue(Divisor->getType()), Divisor,
+                ICmpInst::ICMP_NE);
+        VRP.solve();
+        break;
+      }
+    }
+
+    switch (ops) {
+      default: break;
+      case Instruction::Shl: {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(0), ICmpInst::ICMP_UGE);
+        VRP.solve();
+      } break;
+      case Instruction::AShr: {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(0), ICmpInst::ICMP_SLE);
+        VRP.solve();
+      } break;
+      case Instruction::LShr:
+      case Instruction::UDiv: {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(0), ICmpInst::ICMP_ULE);
+        VRP.solve();
+      } break;
+      case Instruction::URem: {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(1), ICmpInst::ICMP_ULE);
+        VRP.solve();
+      } break;
+      case Instruction::And: {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(0), ICmpInst::ICMP_ULE);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(1), ICmpInst::ICMP_ULE);
+        VRP.solve();
+      } break;
+      case Instruction::Or: {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &BO);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(0), ICmpInst::ICMP_UGE);
+        VRP.add(&BO, BO.getOperand(1), ICmpInst::ICMP_UGE);
+        VRP.solve();
+      } break;
+    }
+  }
+
+  void PredicateSimplifier::Forwards::visitICmpInst(ICmpInst &IC) {
+    // If possible, squeeze the ICmp predicate into something simpler.
+    // Eg., if x = [0, 4) and we're being asked icmp uge %x, 3 then change
+    // the predicate to eq.
+
+    // XXX: once we do full PHI handling, modifying the instruction in the
+    // Forwards visitor will cause missed optimizations.
+
+    ICmpInst::Predicate Pred = IC.getPredicate();
+
+    switch (Pred) {
+      default: break;
+      case ICmpInst::ICMP_ULE: Pred = ICmpInst::ICMP_ULT; break;
+      case ICmpInst::ICMP_UGE: Pred = ICmpInst::ICMP_UGT; break;
+      case ICmpInst::ICMP_SLE: Pred = ICmpInst::ICMP_SLT; break;
+      case ICmpInst::ICMP_SGE: Pred = ICmpInst::ICMP_SGT; break;
+    }
+    if (Pred != IC.getPredicate()) {
+      VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &IC);
+      if (VRP.isRelatedBy(IC.getOperand(1), IC.getOperand(0),
+                          ICmpInst::ICMP_NE)) {
+        ++NumSnuggle;
+        PS->modified = true;
+        IC.setPredicate(Pred);
+      }
+    }
+
+    Pred = IC.getPredicate();
+
+    if (ConstantInt *Op1 = dyn_cast<ConstantInt>(IC.getOperand(1))) {
+      ConstantInt *NextVal = 0;
+      switch (Pred) {
+        default: break;
+        case ICmpInst::ICMP_SLT:
+        case ICmpInst::ICMP_ULT:
+          if (Op1->getValue() != 0)
+            NextVal = ConstantInt::get(Op1->getValue()-1);
+         break;
+        case ICmpInst::ICMP_SGT:
+        case ICmpInst::ICMP_UGT:
+          if (!Op1->getValue().isAllOnesValue())
+            NextVal = ConstantInt::get(Op1->getValue()+1);
+         break;
+
+      }
+      if (NextVal) {
+        VRPSolver VRP(VN, IG, UB, VR, PS->DTDFS, PS->modified, &IC);
+        if (VRP.isRelatedBy(IC.getOperand(0), NextVal,
+                            ICmpInst::getInversePredicate(Pred))) {
+          ICmpInst *NewIC = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, IC.getOperand(0),
+                                         NextVal, "", &IC);
+          NewIC->takeName(&IC);
+          IC.replaceAllUsesWith(NewIC);
+
+          // XXX: prove this isn't necessary
+          if (unsigned n = VN.valueNumber(&IC, PS->DTDFS->getRootNode()))
+            if (VN.value(n) == &IC) IG.remove(n);
+          VN.remove(&IC);
+
+          IC.eraseFromParent();
+          ++NumSnuggle;
+          PS->modified = true;
+        }
+      }
+    }
+  }
+}
+
+char PredicateSimplifier::ID = 0;
+static RegisterPass<PredicateSimplifier>
+X("predsimplify", "Predicate Simplifier");
+
+FunctionPass *llvm::createPredicateSimplifierPass() {
+  return new PredicateSimplifier();
 }