Taints the non-acquire RMW's store address with the load part
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LazyValueInfo.cpp
index 9e7da6ce2de9e212d58cb06264928bc0538a0237..0d1d34e0cb4fc1c221f15233e6ace2f06b46ec3a 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- LazyValueInfo.cpp - Value constraint analysis ----------------------===//
+//===- LazyValueInfo.cpp - Value constraint analysis ------------*- C++ -*-===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "lazy-value-info"
 #include "llvm/Analysis/LazyValueInfo.h"
-#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
+#include "llvm/IR/ConstantRange.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include <map>
-#include <set>
 #include <stack>
 using namespace llvm;
+using namespace PatternMatch;
+
+#define DEBUG_TYPE "lazy-value-info"
 
 char LazyValueInfo::ID = 0;
-INITIALIZE_PASS(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
+                "Lazy Value Information Analysis", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
                 "Lazy Value Information Analysis", false, true)
 
 namespace llvm {
@@ -46,8 +55,7 @@ namespace llvm {
 //                               LVILatticeVal
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// LVILatticeVal - This is the information tracked by LazyValueInfo for each
-/// value.
+/// This is the information tracked by LazyValueInfo for each value.
 ///
 /// FIXME: This is basically just for bringup, this can be made a lot more rich
 /// in the future.
@@ -55,30 +63,30 @@ namespace llvm {
 namespace {
 class LVILatticeVal {
   enum LatticeValueTy {
-    /// undefined - This Value has no known value yet.
+    /// This Value has no known value yet.
     undefined,
-    
-    /// constant - This Value has a specific constant value.
+
+    /// This Value has a specific constant value.
     constant,
-    /// notconstant - This Value is known to not have the specified value.
+
+    /// This Value is known to not have the specified value.
     notconstant,
-    
-    /// constantrange - The Value falls within this range.
+
+    /// The Value falls within this range.
     constantrange,
-    
-    /// overdefined - This value is not known to be constant, and we know that
-    /// it has a value.
+
+    /// This value is not known to be constant, and we know that it has a value.
     overdefined
   };
-  
+
   /// Val: This stores the current lattice value along with the Constant* for
   /// the constant if this is a 'constant' or 'notconstant' value.
   LatticeValueTy Tag;
   Constant *Val;
   ConstantRange Range;
-  
+
 public:
-  LVILatticeVal() : Tag(undefined), Val(0), Range(1, true) {}
+  LVILatticeVal() : Tag(undefined), Val(nullptr), Range(1, true) {}
 
   static LVILatticeVal get(Constant *C) {
     LVILatticeVal Res;
@@ -97,30 +105,35 @@ public:
     Res.markConstantRange(CR);
     return Res;
   }
+  static LVILatticeVal getOverdefined() {
+    LVILatticeVal Res;
+    Res.markOverdefined();
+    return Res;
+  }
   
   bool isUndefined() const     { return Tag == undefined; }
   bool isConstant() const      { return Tag == constant; }
   bool isNotConstant() const   { return Tag == notconstant; }
   bool isConstantRange() const { return Tag == constantrange; }
   bool isOverdefined() const   { return Tag == overdefined; }
-  
+
   Constant *getConstant() const {
     assert(isConstant() && "Cannot get the constant of a non-constant!");
     return Val;
   }
-  
+
   Constant *getNotConstant() const {
     assert(isNotConstant() && "Cannot get the constant of a non-notconstant!");
     return Val;
   }
-  
+
   ConstantRange getConstantRange() const {
     assert(isConstantRange() &&
            "Cannot get the constant-range of a non-constant-range!");
     return Range;
   }
-  
-  /// markOverdefined - Return true if this is a change in status.
+
+  /// Return true if this is a change in status.
   bool markOverdefined() {
     if (isOverdefined())
       return false;
@@ -128,7 +141,7 @@ public:
     return true;
   }
 
-  /// markConstant - Return true if this is a change in status.
+  /// Return true if this is a change in status.
   bool markConstant(Constant *V) {
     assert(V && "Marking constant with NULL");
     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
@@ -143,8 +156,8 @@ public:
     Val = V;
     return true;
   }
-  
-  /// markNotConstant - Return true if this is a change in status.
+
+  /// Return true if this is a change in status.
   bool markNotConstant(Constant *V) {
     assert(V && "Marking constant with NULL");
     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
@@ -161,30 +174,30 @@ public:
     Val = V;
     return true;
   }
-  
-  /// markConstantRange - Return true if this is a change in status.
+
+  /// Return true if this is a change in status.
   bool markConstantRange(const ConstantRange NewR) {
     if (isConstantRange()) {
       if (NewR.isEmptySet())
         return markOverdefined();
-      
-      bool changed = Range == NewR;
+
+      bool changed = Range != NewR;
       Range = NewR;
       return changed;
     }
-    
+
     assert(isUndefined());
     if (NewR.isEmptySet())
       return markOverdefined();
-    
+
     Tag = constantrange;
     Range = NewR;
     return true;
   }
-  
-  /// mergeIn - Merge the specified lattice value into this one, updating this
+
+  /// Merge the specified lattice value into this one, updating this
   /// one and returning true if anything changed.
-  bool mergeIn(const LVILatticeVal &RHS) {
+  bool mergeIn(const LVILatticeVal &RHS, const DataLayout &DL) {
     if (RHS.isUndefined() || isOverdefined()) return false;
     if (RHS.isOverdefined()) return markOverdefined();
 
@@ -208,11 +221,9 @@ public:
 
         // Unless we can prove that the two Constants are different, we must
         // move to overdefined.
-        // FIXME: use TargetData for smarter constant folding.
-        if (ConstantInt *Res = dyn_cast<ConstantInt>(
-                ConstantFoldCompareInstOperands(CmpInst::ICMP_NE,
-                                                getConstant(),
-                                                RHS.getNotConstant())))
+        if (ConstantInt *Res =
+                dyn_cast<ConstantInt>(ConstantFoldCompareInstOperands(
+                    CmpInst::ICMP_NE, getConstant(), RHS.getNotConstant(), DL)))
           if (Res->isOne())
             return markNotConstant(RHS.getNotConstant());
 
@@ -234,11 +245,9 @@ public:
 
         // Unless we can prove that the two Constants are different, we must
         // move to overdefined.
-        // FIXME: use TargetData for smarter constant folding.
-        if (ConstantInt *Res = dyn_cast<ConstantInt>(
-                ConstantFoldCompareInstOperands(CmpInst::ICMP_NE,
-                                                getNotConstant(),
-                                                RHS.getConstant())))
+        if (ConstantInt *Res =
+                dyn_cast<ConstantInt>(ConstantFoldCompareInstOperands(
+                    CmpInst::ICMP_NE, getNotConstant(), RHS.getConstant(), DL)))
           if (Res->isOne())
             return false;
 
@@ -264,10 +273,12 @@ public:
     return markConstantRange(NewR);
   }
 };
-  
+
 } // end anonymous namespace.
 
 namespace llvm {
+raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const LVILatticeVal &Val)
+    LLVM_ATTRIBUTE_USED;
 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const LVILatticeVal &Val) {
   if (Val.isUndefined())
     return OS << "undefined";
@@ -288,116 +299,86 @@ raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const LVILatticeVal &Val) {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
-  /// LVIValueHandle - A callback value handle update the cache when
-  /// values are erased.
+  /// A callback value handle updates the cache when values are erased.
   class LazyValueInfoCache;
-  struct LVIValueHandle : public CallbackVH {
+  struct LVIValueHandle final : public CallbackVH {
     LazyValueInfoCache *Parent;
-      
+
     LVIValueHandle(Value *V, LazyValueInfoCache *P)
       : CallbackVH(V), Parent(P) { }
-      
-    void deleted();
-    void allUsesReplacedWith(Value *V) {
-      deleted();
-    }
-  };
-}
 
-namespace llvm {
-  template<>
-  struct DenseMapInfo<LVIValueHandle> {
-    typedef DenseMapInfo<Value*> PointerInfo;
-    static inline LVIValueHandle getEmptyKey() {
-      return LVIValueHandle(PointerInfo::getEmptyKey(),
-                            static_cast<LazyValueInfoCache*>(0));
-    }
-    static inline LVIValueHandle getTombstoneKey() {
-      return LVIValueHandle(PointerInfo::getTombstoneKey(),
-                            static_cast<LazyValueInfoCache*>(0));
-    }
-    static unsigned getHashValue(const LVIValueHandle &Val) {
-      return PointerInfo::getHashValue(Val);
-    }
-    static bool isEqual(const LVIValueHandle &LHS, const LVIValueHandle &RHS) {
-      return LHS == RHS;
-    }
-  };
-  
-  template<>
-  struct DenseMapInfo<std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> > {
-    typedef std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> PairTy;
-    typedef DenseMapInfo<AssertingVH<BasicBlock> > APointerInfo;
-    typedef DenseMapInfo<Value*> BPointerInfo;
-    static inline PairTy getEmptyKey() {
-      return std::make_pair(APointerInfo::getEmptyKey(),
-                            BPointerInfo::getEmptyKey());
-    }
-    static inline PairTy getTombstoneKey() {
-      return std::make_pair(APointerInfo::getTombstoneKey(), 
-                            BPointerInfo::getTombstoneKey());
-    }
-    static unsigned getHashValue( const PairTy &Val) {
-      return APointerInfo::getHashValue(Val.first) ^ 
-             BPointerInfo::getHashValue(Val.second);
-    }
-    static bool isEqual(const PairTy &LHS, const PairTy &RHS) {
-      return APointerInfo::isEqual(LHS.first, RHS.first) &&
-             BPointerInfo::isEqual(LHS.second, RHS.second);
+    void deleted() override;
+    void allUsesReplacedWith(Value *V) override {
+      deleted();
     }
   };
 }
 
-namespace { 
-  /// LazyValueInfoCache - This is the cache kept by LazyValueInfo which
+namespace {
+  /// This is the cache kept by LazyValueInfo which
   /// maintains information about queries across the clients' queries.
   class LazyValueInfoCache {
-    /// ValueCacheEntryTy - This is all of the cached block information for
-    /// exactly one Value*.  The entries are sorted by the BasicBlock* of the
+    /// This is all of the cached block information for exactly one Value*.
+    /// The entries are sorted by the BasicBlock* of the
     /// entries, allowing us to do a lookup with a binary search.
-    typedef std::map<AssertingVH<BasicBlock>, LVILatticeVal> ValueCacheEntryTy;
+    /// Over-defined lattice values are recorded in OverDefinedCache to reduce
+    /// memory overhead.
+    typedef SmallDenseMap<AssertingVH<BasicBlock>, LVILatticeVal, 4>
+        ValueCacheEntryTy;
 
-    /// ValueCache - This is all of the cached information for all values,
+    /// This is all of the cached information for all values,
     /// mapped from Value* to key information.
-    DenseMap<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy> ValueCache;
-    
-    /// OverDefinedCache - This tracks, on a per-block basis, the set of 
-    /// values that are over-defined at the end of that block.  This is required
-    /// for cache updating.
-    typedef std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> OverDefinedPairTy;
-    DenseSet<OverDefinedPairTy> OverDefinedCache;
-    
-    /// BlockValueStack - This stack holds the state of the value solver
-    /// during a query.  It basically emulates the callstack of the naive
+    std::map<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy> ValueCache;
+
+    /// This tracks, on a per-block basis, the set of values that are
+    /// over-defined at the end of that block.
+    typedef DenseMap<AssertingVH<BasicBlock>, SmallPtrSet<Value *, 4>>
+        OverDefinedCacheTy;
+    OverDefinedCacheTy OverDefinedCache;
+
+    /// Keep track of all blocks that we have ever seen, so we
+    /// don't spend time removing unused blocks from our caches.
+    DenseSet<AssertingVH<BasicBlock> > SeenBlocks;
+
+    /// This stack holds the state of the value solver during a query.
+    /// It basically emulates the callstack of the naive
     /// recursive value lookup process.
     std::stack<std::pair<BasicBlock*, Value*> > BlockValueStack;
-    
+
+    /// Keeps track of which block-value pairs are in BlockValueStack.
+    DenseSet<std::pair<BasicBlock*, Value*> > BlockValueSet;
+
+    /// Push BV onto BlockValueStack unless it's already in there.
+    /// Returns true on success.
+    bool pushBlockValue(const std::pair<BasicBlock *, Value *> &BV) {
+      if (!BlockValueSet.insert(BV).second)
+        return false;  // It's already in the stack.
+
+      BlockValueStack.push(BV);
+      return true;
+    }
+
+    AssumptionCache *AC;  ///< A pointer to the cache of @llvm.assume calls.
+    const DataLayout &DL; ///< A mandatory DataLayout
+    DominatorTree *DT;    ///< An optional DT pointer.
+
     friend struct LVIValueHandle;
-    
-    /// OverDefinedCacheUpdater - A helper object that ensures that the
-    /// OverDefinedCache is updated whenever solveBlockValue returns.
-    struct OverDefinedCacheUpdater {
-      LazyValueInfoCache *Parent;
-      Value *Val;
-      BasicBlock *BB;
-      LVILatticeVal &BBLV;
-      
-      OverDefinedCacheUpdater(Value *V, BasicBlock *B, LVILatticeVal &LV,
-                       LazyValueInfoCache *P)
-        : Parent(P), Val(V), BB(B), BBLV(LV) { }
-      
-      bool markResult(bool changed) { 
-        if (changed && BBLV.isOverdefined())
-          Parent->OverDefinedCache.insert(std::make_pair(BB, Val));
-        return changed;
-      }
-    };
-    
 
+    void insertResult(Value *Val, BasicBlock *BB, const LVILatticeVal &Result) {
+      SeenBlocks.insert(BB);
+
+      // Insert over-defined values into their own cache to reduce memory
+      // overhead.
+      if (Result.isOverdefined())
+        OverDefinedCache[BB].insert(Val);
+      else
+        lookup(Val)[BB] = Result;
+    }
 
     LVILatticeVal getBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB);
     bool getEdgeValue(Value *V, BasicBlock *F, BasicBlock *T,
-                      LVILatticeVal &Result);
+                      LVILatticeVal &Result,
+                      Instruction *CxtI = nullptr);
     bool hasBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB);
 
     // These methods process one work item and may add more. A false value
@@ -410,82 +391,129 @@ namespace {
                                 PHINode *PN, BasicBlock *BB);
     bool solveBlockValueConstantRange(LVILatticeVal &BBLV,
                                       Instruction *BBI, BasicBlock *BB);
+    void mergeAssumeBlockValueConstantRange(Value *Val, LVILatticeVal &BBLV,
+                                            Instruction *BBI);
 
     void solve();
-    
+
     ValueCacheEntryTy &lookup(Value *V) {
       return ValueCache[LVIValueHandle(V, this)];
     }
 
+    bool isOverdefined(Value *V, BasicBlock *BB) const {
+      auto ODI = OverDefinedCache.find(BB);
+
+      if (ODI == OverDefinedCache.end())
+        return false;
+
+      return ODI->second.count(V);
+    }
+
+    bool hasCachedValueInfo(Value *V, BasicBlock *BB) {
+      if (isOverdefined(V, BB))
+        return true;
+
+      LVIValueHandle ValHandle(V, this);
+      auto I = ValueCache.find(ValHandle);
+      if (I == ValueCache.end())
+        return false;
+
+      return I->second.count(BB);
+    }
+
+    LVILatticeVal getCachedValueInfo(Value *V, BasicBlock *BB) {
+      if (isOverdefined(V, BB))
+        return LVILatticeVal::getOverdefined();
+
+      return lookup(V)[BB];
+    }
+    
   public:
-    /// getValueInBlock - This is the query interface to determine the lattice
+    /// This is the query interface to determine the lattice
     /// value for the specified Value* at the end of the specified block.
-    LVILatticeVal getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB);
+    LVILatticeVal getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB,
+                                  Instruction *CxtI = nullptr);
 
-    /// getValueOnEdge - This is the query interface to determine the lattice
+    /// This is the query interface to determine the lattice
+    /// value for the specified Value* at the specified instruction (generally
+    /// from an assume intrinsic).
+    LVILatticeVal getValueAt(Value *V, Instruction *CxtI);
+
+    /// This is the query interface to determine the lattice
     /// value for the specified Value* that is true on the specified edge.
-    LVILatticeVal getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,BasicBlock *ToBB);
-    
-    /// threadEdge - This is the update interface to inform the cache that an
-    /// edge from PredBB to OldSucc has been threaded to be from PredBB to
-    /// NewSucc.
+    LVILatticeVal getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,BasicBlock *ToBB,
+                                 Instruction *CxtI = nullptr);
+
+    /// This is the update interface to inform the cache that an edge from
+    /// PredBB to OldSucc has been threaded to be from PredBB to NewSucc.
     void threadEdge(BasicBlock *PredBB,BasicBlock *OldSucc,BasicBlock *NewSucc);
-    
-    /// eraseBlock - This is part of the update interface to inform the cache
+
+    /// This is part of the update interface to inform the cache
     /// that a block has been deleted.
     void eraseBlock(BasicBlock *BB);
-    
+
     /// clear - Empty the cache.
     void clear() {
+      SeenBlocks.clear();
       ValueCache.clear();
       OverDefinedCache.clear();
     }
+
+    LazyValueInfoCache(AssumptionCache *AC, const DataLayout &DL,
+                       DominatorTree *DT = nullptr)
+        : AC(AC), DL(DL), DT(DT) {}
   };
 } // end anonymous namespace
 
 void LVIValueHandle::deleted() {
-  typedef std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> OverDefinedPairTy;
-  
-  SmallVector<OverDefinedPairTy, 4> ToErase;
-  for (DenseSet<OverDefinedPairTy>::iterator 
-       I = Parent->OverDefinedCache.begin(),
-       E = Parent->OverDefinedCache.end();
-       I != E; ++I) {
-    if (I->second == getValPtr())
-      ToErase.push_back(*I);
+  SmallVector<AssertingVH<BasicBlock>, 4> ToErase;
+  for (auto &I : Parent->OverDefinedCache) {
+    SmallPtrSetImpl<Value *> &ValueSet = I.second;
+    if (ValueSet.count(getValPtr()))
+      ValueSet.erase(getValPtr());
+    if (ValueSet.empty())
+      ToErase.push_back(I.first);
   }
-  
-  for (SmallVector<OverDefinedPairTy, 4>::iterator I = ToErase.begin(),
-       E = ToErase.end(); I != E; ++I)
-    Parent->OverDefinedCache.erase(*I);
-  
+  for (auto &BB : ToErase)
+    Parent->OverDefinedCache.erase(BB);
+
   // This erasure deallocates *this, so it MUST happen after we're done
   // using any and all members of *this.
   Parent->ValueCache.erase(*this);
 }
 
 void LazyValueInfoCache::eraseBlock(BasicBlock *BB) {
-  SmallVector<OverDefinedPairTy, 4> ToErase;
-  for (DenseSet<OverDefinedPairTy>::iterator  I = OverDefinedCache.begin(),
-       E = OverDefinedCache.end(); I != E; ++I) {
-    if (I->first == BB)
-      ToErase.push_back(*I);
-  }
-  
-  for (SmallVector<OverDefinedPairTy, 4>::iterator I = ToErase.begin(),
-       E = ToErase.end(); I != E; ++I)
-    OverDefinedCache.erase(*I);
+  // Shortcut if we have never seen this block.
+  DenseSet<AssertingVH<BasicBlock> >::iterator I = SeenBlocks.find(BB);
+  if (I == SeenBlocks.end())
+    return;
+  SeenBlocks.erase(I);
+
+  auto ODI = OverDefinedCache.find(BB);
+  if (ODI != OverDefinedCache.end())
+    OverDefinedCache.erase(ODI);
 
-  for (DenseMap<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy>::iterator
-       I = ValueCache.begin(), E = ValueCache.end(); I != E; ++I)
+  for (auto I = ValueCache.begin(), E = ValueCache.end(); I != E; ++I)
     I->second.erase(BB);
 }
 
 void LazyValueInfoCache::solve() {
   while (!BlockValueStack.empty()) {
     std::pair<BasicBlock*, Value*> &e = BlockValueStack.top();
-    if (solveBlockValue(e.second, e.first))
+    assert(BlockValueSet.count(e) && "Stack value should be in BlockValueSet!");
+
+    if (solveBlockValue(e.second, e.first)) {
+      // The work item was completely processed.
+      assert(BlockValueStack.top() == e && "Nothing should have been pushed!");
+      assert(hasCachedValueInfo(e.second, e.first) &&
+             "Result should be in cache!");
+
       BlockValueStack.pop();
+      BlockValueSet.erase(e);
+    } else {
+      // More work needs to be done before revisiting.
+      assert(BlockValueStack.top() != e && "Stack should have been pushed!");
+    }
   }
 }
 
@@ -494,9 +522,7 @@ bool LazyValueInfoCache::hasBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
   if (isa<Constant>(Val))
     return true;
 
-  LVIValueHandle ValHandle(Val, this);
-  if (!ValueCache.count(ValHandle)) return false;
-  return ValueCache[ValHandle].count(BB);
+  return hasCachedValueInfo(Val, BB);
 }
 
 LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
@@ -504,52 +530,75 @@ LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
   if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(Val))
     return LVILatticeVal::get(VC);
 
-  return lookup(Val)[BB];
+  SeenBlocks.insert(BB);
+  return getCachedValueInfo(Val, BB);
+}
+
+static LVILatticeVal getFromRangeMetadata(Instruction *BBI) {
+  switch (BBI->getOpcode()) {
+  default: break;
+  case Instruction::Load:
+  case Instruction::Call:
+  case Instruction::Invoke:
+    if (MDNode *Ranges = BBI->getMetadata(LLVMContext::MD_range)) 
+      if (isa<IntegerType>(BBI->getType())) {
+        ConstantRange Result = getConstantRangeFromMetadata(*Ranges);
+        return LVILatticeVal::getRange(Result);
+      }
+    break;
+  };
+  // Nothing known - Note that we do not want overdefined here.  We may know
+  // something else about the value and not having range metadata shouldn't
+  // cause us to throw away those facts.
+  return LVILatticeVal();
 }
 
 bool LazyValueInfoCache::solveBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
   if (isa<Constant>(Val))
     return true;
 
-  ValueCacheEntryTy &Cache = lookup(Val);
-  LVILatticeVal &BBLV = Cache[BB];
-  
-  // OverDefinedCacheUpdater is a helper object that will update
-  // the OverDefinedCache for us when this method exits.  Make sure to
-  // call markResult on it as we exist, passing a bool to indicate if the
-  // cache needs updating, i.e. if we have solve a new value or not.
-  OverDefinedCacheUpdater ODCacheUpdater(Val, BB, BBLV, this);
-
-  // If we've already computed this block's value, return it.
-  if (!BBLV.isUndefined()) {
-    DEBUG(dbgs() << "  reuse BB '" << BB->getName() << "' val=" << BBLV <<'\n');
-    
-    // Since we're reusing a cached value here, we don't need to update the 
-    // OverDefinedCahce.  The cache will have been properly updated 
-    // whenever the cached value was inserted.
-    ODCacheUpdater.markResult(false);
+  if (hasCachedValueInfo(Val, BB)) {
+    // If we have a cached value, use that.
+    DEBUG(dbgs() << "  reuse BB '" << BB->getName()
+                 << "' val=" << getCachedValueInfo(Val, BB) << '\n');
+
+    // Since we're reusing a cached value, we don't need to update the
+    // OverDefinedCache. The cache will have been properly updated whenever the
+    // cached value was inserted.
     return true;
   }
 
-  // Otherwise, this is the first time we're seeing this block.  Reset the
-  // lattice value to overdefined, so that cycles will terminate and be
-  // conservatively correct.
-  BBLV.markOverdefined();
-  
+  // Hold off inserting this value into the Cache in case we have to return
+  // false and come back later.
+  LVILatticeVal Res;
+
   Instruction *BBI = dyn_cast<Instruction>(Val);
-  if (BBI == 0 || BBI->getParent() != BB) {
-    return ODCacheUpdater.markResult(solveBlockValueNonLocal(BBLV, Val, BB));
+  if (!BBI || BBI->getParent() != BB) {
+    if (!solveBlockValueNonLocal(Res, Val, BB))
+      return false;
+   insertResult(Val, BB, Res);
+   return true;
   }
 
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
-    return ODCacheUpdater.markResult(solveBlockValuePHINode(BBLV, PN, BB));
+    if (!solveBlockValuePHINode(Res, PN, BB))
+      return false;
+    insertResult(Val, BB, Res);
+    return true;
   }
 
-  if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(BBI)) {
-    BBLV = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(AI->getType()));
-    return ODCacheUpdater.markResult(true);
+  // If this value is a nonnull pointer, record it's range and bailout.
+  PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(BBI->getType());
+  if (PT && isKnownNonNull(BBI)) {
+    Res = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(PT));
+    insertResult(Val, BB, Res);
+    return true;
   }
 
+  // If this is an instruction which supports range metadata, return the
+  // implied range.  TODO: This should be an intersection, not a union.
+  Res.mergeIn(getFromRangeMetadata(BBI), DL);
+
   // We can only analyze the definitions of certain classes of instructions
   // (integral binops and casts at the moment), so bail if this isn't one.
   LVILatticeVal Result;
@@ -557,8 +606,9 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
      !BBI->getType()->isIntegerTy()) {
     DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
                  << "' - overdefined because inst def found.\n");
-    BBLV.markOverdefined();
-    return ODCacheUpdater.markResult(true);
+    Res.markOverdefined();
+    insertResult(Val, BB, Res);
+    return true;
   }
 
   // FIXME: We're currently limited to binops with a constant RHS.  This should
@@ -568,36 +618,44 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
     DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
                  << "' - overdefined because inst def found.\n");
 
-    BBLV.markOverdefined();
-    return ODCacheUpdater.markResult(true);
+    Res.markOverdefined();
+    insertResult(Val, BB, Res);
+    return true;
   }
 
-  return ODCacheUpdater.markResult(solveBlockValueConstantRange(BBLV, BBI, BB));
+  if (!solveBlockValueConstantRange(Res, BBI, BB))
+    return false;
+  insertResult(Val, BB, Res);
+  return true;
 }
 
 static bool InstructionDereferencesPointer(Instruction *I, Value *Ptr) {
   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
     return L->getPointerAddressSpace() == 0 &&
-        GetUnderlyingObject(L->getPointerOperand()) ==
-        GetUnderlyingObject(Ptr);
+           GetUnderlyingObject(L->getPointerOperand(),
+                               L->getModule()->getDataLayout()) == Ptr;
   }
   if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
     return S->getPointerAddressSpace() == 0 &&
-        GetUnderlyingObject(S->getPointerOperand()) ==
-        GetUnderlyingObject(Ptr);
+           GetUnderlyingObject(S->getPointerOperand(),
+                               S->getModule()->getDataLayout()) == Ptr;
   }
   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(I)) {
     if (MI->isVolatile()) return false;
-    if (MI->getAddressSpace() != 0) return false;
 
     // FIXME: check whether it has a valuerange that excludes zero?
     ConstantInt *Len = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
     if (!Len || Len->isZero()) return false;
 
-    if (MI->getRawDest() == Ptr || MI->getDest() == Ptr)
-      return true;
+    if (MI->getDestAddressSpace() == 0)
+      if (GetUnderlyingObject(MI->getRawDest(),
+                              MI->getModule()->getDataLayout()) == Ptr)
+        return true;
     if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI))
-      return MTI->getRawSource() == Ptr || MTI->getSource() == Ptr;
+      if (MTI->getSourceAddressSpace() == 0)
+        if (GetUnderlyingObject(MTI->getRawSource(),
+                                MTI->getModule()->getDataLayout()) == Ptr)
+          return true;
   }
   return false;
 }
@@ -610,13 +668,19 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
   // then we know that the pointer can't be NULL.
   bool NotNull = false;
   if (Val->getType()->isPointerTy()) {
-    if (isa<AllocaInst>(Val)) {
+    if (isKnownNonNull(Val)) {
       NotNull = true;
     } else {
-      for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();BI != BE;++BI){
-        if (InstructionDereferencesPointer(BI, Val)) {
-          NotNull = true;
-          break;
+      const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
+      Value *UnderlyingVal = GetUnderlyingObject(Val, DL);
+      // If 'GetUnderlyingObject' didn't converge, skip it. It won't converge
+      // inside InstructionDereferencesPointer either.
+      if (UnderlyingVal == GetUnderlyingObject(UnderlyingVal, DL, 1)) {
+        for (Instruction &I : *BB) {
+          if (InstructionDereferencesPointer(&I, UnderlyingVal)) {
+            NotNull = true;
+            break;
+          }
         }
       }
     }
@@ -627,7 +691,7 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
   if (BB == &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
     assert(isa<Argument>(Val) && "Unknown live-in to the entry block");
     if (NotNull) {
-      const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
+      PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
       Result = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(PTy));
     } else {
       Result.markOverdefined();
@@ -645,7 +709,7 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
     if (EdgesMissing)
       continue;
 
-    Result.mergeIn(EdgeResult);
+    Result.mergeIn(EdgeResult, DL);
 
     // If we hit overdefined, exit early.  The BlockVals entry is already set
     // to overdefined.
@@ -655,10 +719,10 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
       // If we previously determined that this is a pointer that can't be null
       // then return that rather than giving up entirely.
       if (NotNull) {
-        const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
+        PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
         Result = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(PTy));
       }
-      
+
       BBLV = Result;
       return true;
     }
@@ -671,7 +735,7 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
   BBLV = Result;
   return true;
 }
-  
+
 bool LazyValueInfoCache::solveBlockValuePHINode(LVILatticeVal &BBLV,
                                                 PHINode *PN, BasicBlock *BB) {
   LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
@@ -683,18 +747,21 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValuePHINode(LVILatticeVal &BBLV,
     BasicBlock *PhiBB = PN->getIncomingBlock(i);
     Value *PhiVal = PN->getIncomingValue(i);
     LVILatticeVal EdgeResult;
-    EdgesMissing |= !getEdgeValue(PhiVal, PhiBB, BB, EdgeResult);
+    // Note that we can provide PN as the context value to getEdgeValue, even
+    // though the results will be cached, because PN is the value being used as
+    // the cache key in the caller.
+    EdgesMissing |= !getEdgeValue(PhiVal, PhiBB, BB, EdgeResult, PN);
     if (EdgesMissing)
       continue;
 
-    Result.mergeIn(EdgeResult);
+    Result.mergeIn(EdgeResult, DL);
 
     // If we hit overdefined, exit early.  The BlockVals entry is already set
     // to overdefined.
     if (Result.isOverdefined()) {
       DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
             << "' - overdefined because of pred.\n");
-      
+
       BBLV = Result;
       return true;
     }
@@ -708,24 +775,61 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValuePHINode(LVILatticeVal &BBLV,
   return true;
 }
 
+static bool getValueFromFromCondition(Value *Val, ICmpInst *ICI,
+                                      LVILatticeVal &Result,
+                                      bool isTrueDest = true);
+
+// If we can determine a constant range for the value Val in the context
+// provided by the instruction BBI, then merge it into BBLV. If we did find a
+// constant range, return true.
+void LazyValueInfoCache::mergeAssumeBlockValueConstantRange(Value *Val,
+                                                            LVILatticeVal &BBLV,
+                                                            Instruction *BBI) {
+  BBI = BBI ? BBI : dyn_cast<Instruction>(Val);
+  if (!BBI)
+    return;
+
+  for (auto &AssumeVH : AC->assumptions()) {
+    if (!AssumeVH)
+      continue;
+    auto *I = cast<CallInst>(AssumeVH);
+    if (!isValidAssumeForContext(I, BBI, DT))
+      continue;
+
+    Value *C = I->getArgOperand(0);
+    if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(C)) {
+      LVILatticeVal Result;
+      if (getValueFromFromCondition(Val, ICI, Result)) {
+        if (BBLV.isOverdefined())
+          BBLV = Result;
+        else
+          BBLV.mergeIn(Result, DL);
+      }
+    }
+  }
+}
+
 bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueConstantRange(LVILatticeVal &BBLV,
                                                       Instruction *BBI,
                                                       BasicBlock *BB) {
   // Figure out the range of the LHS.  If that fails, bail.
   if (!hasBlockValue(BBI->getOperand(0), BB)) {
-    BlockValueStack.push(std::make_pair(BB, BBI->getOperand(0)));
-    return false;
+    if (pushBlockValue(std::make_pair(BB, BBI->getOperand(0))))
+      return false;
+    BBLV.markOverdefined();
+    return true;
   }
 
   LVILatticeVal LHSVal = getBlockValue(BBI->getOperand(0), BB);
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(BBI->getOperand(0), LHSVal, BBI);
   if (!LHSVal.isConstantRange()) {
     BBLV.markOverdefined();
     return true;
   }
-  
+
   ConstantRange LHSRange = LHSVal.getConstantRange();
   ConstantRange RHSRange(1);
-  const IntegerType *ResultTy = cast<IntegerType>(BBI->getType());
+  IntegerType *ResultTy = cast<IntegerType>(BBI->getType());
   if (isa<BinaryOperator>(BBI)) {
     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(BBI->getOperand(1))) {
       RHSRange = ConstantRange(RHS->getValue());
@@ -776,7 +880,7 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueConstantRange(LVILatticeVal &BBLV,
   case Instruction::Or:
     Result.markConstantRange(LHSRange.binaryOr(RHSRange));
     break;
-  
+
   // Unhandled instructions are overdefined.
   default:
     DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
@@ -784,31 +888,67 @@ bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueConstantRange(LVILatticeVal &BBLV,
     Result.markOverdefined();
     break;
   }
-  
+
   BBLV = Result;
   return true;
 }
 
-/// getEdgeValue - This method attempts to infer more complex 
-bool LazyValueInfoCache::getEdgeValue(Value *Val, BasicBlock *BBFrom,
-                                      BasicBlock *BBTo, LVILatticeVal &Result) {
-  // If already a constant, there is nothing to compute.
-  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(Val)) {
-    Result = LVILatticeVal::get(VC);
-    return true;
+bool getValueFromFromCondition(Value *Val, ICmpInst *ICI,
+                               LVILatticeVal &Result, bool isTrueDest) {
+  if (ICI && isa<Constant>(ICI->getOperand(1))) {
+    if (ICI->isEquality() && ICI->getOperand(0) == Val) {
+      // We know that V has the RHS constant if this is a true SETEQ or
+      // false SETNE. 
+      if (isTrueDest == (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ))
+        Result = LVILatticeVal::get(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
+      else
+        Result = LVILatticeVal::getNot(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
+      return true;
+    }
+
+    // Recognize the range checking idiom that InstCombine produces.
+    // (X-C1) u< C2 --> [C1, C1+C2)
+    ConstantInt *NegOffset = nullptr;
+    if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT)
+      match(ICI->getOperand(0), m_Add(m_Specific(Val),
+                                      m_ConstantInt(NegOffset)));
+
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
+    if (CI && (ICI->getOperand(0) == Val || NegOffset)) {
+      // Calculate the range of values that are allowed by the comparison
+      ConstantRange CmpRange(CI->getValue());
+      ConstantRange TrueValues =
+          ConstantRange::makeAllowedICmpRegion(ICI->getPredicate(), CmpRange);
+
+      if (NegOffset) // Apply the offset from above.
+        TrueValues = TrueValues.subtract(NegOffset->getValue());
+
+      // If we're interested in the false dest, invert the condition.
+      if (!isTrueDest) TrueValues = TrueValues.inverse();
+
+      Result = LVILatticeVal::getRange(TrueValues);
+      return true;
+    }
   }
-  
-  // TODO: Handle more complex conditionals.  If (v == 0 || v2 < 1) is false, we
+
+  return false;
+}
+
+/// \brief Compute the value of Val on the edge BBFrom -> BBTo. Returns false if
+/// Val is not constrained on the edge.
+static bool getEdgeValueLocal(Value *Val, BasicBlock *BBFrom,
+                              BasicBlock *BBTo, LVILatticeVal &Result) {
+  // TODO: Handle more complex conditionals. If (v == 0 || v2 < 1) is false, we
   // know that v != 0.
   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBFrom->getTerminator())) {
     // If this is a conditional branch and only one successor goes to BBTo, then
-    // we maybe able to infer something from the condition. 
+    // we may be able to infer something from the condition.
     if (BI->isConditional() &&
         BI->getSuccessor(0) != BI->getSuccessor(1)) {
       bool isTrueDest = BI->getSuccessor(0) == BBTo;
       assert(BI->getSuccessor(!isTrueDest) == BBTo &&
              "BBTo isn't a successor of BBFrom");
-      
+
       // If V is the condition of the branch itself, then we know exactly what
       // it is.
       if (BI->getCondition() == Val) {
@@ -816,112 +956,143 @@ bool LazyValueInfoCache::getEdgeValue(Value *Val, BasicBlock *BBFrom,
                               Type::getInt1Ty(Val->getContext()), isTrueDest));
         return true;
       }
-      
+
       // If the condition of the branch is an equality comparison, we may be
       // able to infer the value.
-      ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
-      if (ICI && ICI->getOperand(0) == Val &&
-          isa<Constant>(ICI->getOperand(1))) {
-        if (ICI->isEquality()) {
-          // We know that V has the RHS constant if this is a true SETEQ or
-          // false SETNE. 
-          if (isTrueDest == (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ))
-            Result = LVILatticeVal::get(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
-          else
-            Result = LVILatticeVal::getNot(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
-          return true;
-        }
-
-        if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
-          // Calculate the range of values that would satisfy the comparison.
-          ConstantRange CmpRange(CI->getValue(), CI->getValue()+1);
-          ConstantRange TrueValues =
-            ConstantRange::makeICmpRegion(ICI->getPredicate(), CmpRange);
-
-          // If we're interested in the false dest, invert the condition.
-          if (!isTrueDest) TrueValues = TrueValues.inverse();
-          
-          // Figure out the possible values of the query BEFORE this branch.  
-          if (!hasBlockValue(Val, BBFrom)) {
-            BlockValueStack.push(std::make_pair(BBFrom, Val));
-            return false;
-          }
-          
-          LVILatticeVal InBlock = getBlockValue(Val, BBFrom);
-          if (!InBlock.isConstantRange()) {
-            Result = LVILatticeVal::getRange(TrueValues);
-            return true;
-          }
-
-          // Find all potential values that satisfy both the input and output
-          // conditions.
-          ConstantRange PossibleValues =
-            TrueValues.intersectWith(InBlock.getConstantRange());
-
-          Result = LVILatticeVal::getRange(PossibleValues);
+      if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
+        if (getValueFromFromCondition(Val, ICI, Result, isTrueDest))
           return true;
-        }
-      }
     }
   }
 
   // If the edge was formed by a switch on the value, then we may know exactly
   // what it is.
   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BBFrom->getTerminator())) {
-    if (SI->getCondition() == Val) {
-      // We don't know anything in the default case.
-      if (SI->getDefaultDest() == BBTo) {
-        Result.markOverdefined();
-        return true;
-      }
-      
-      // We only know something if there is exactly one value that goes from
-      // BBFrom to BBTo.
-      unsigned NumEdges = 0;
-      ConstantInt *EdgeVal = 0;
-      for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
-        if (SI->getSuccessor(i) != BBTo) continue;
-        if (NumEdges++) break;
-        EdgeVal = SI->getCaseValue(i);
-      }
-      assert(EdgeVal && "Missing successor?");
-      if (NumEdges == 1) {
-        Result = LVILatticeVal::get(EdgeVal);
-        return true;
-      }
+    if (SI->getCondition() != Val)
+      return false;
+
+    bool DefaultCase = SI->getDefaultDest() == BBTo;
+    unsigned BitWidth = Val->getType()->getIntegerBitWidth();
+    ConstantRange EdgesVals(BitWidth, DefaultCase/*isFullSet*/);
+
+    for (SwitchInst::CaseIt i : SI->cases()) {
+      ConstantRange EdgeVal(i.getCaseValue()->getValue());
+      if (DefaultCase) {
+        // It is possible that the default destination is the destination of
+        // some cases. There is no need to perform difference for those cases.
+        if (i.getCaseSuccessor() != BBTo)
+          EdgesVals = EdgesVals.difference(EdgeVal);
+      } else if (i.getCaseSuccessor() == BBTo)
+        EdgesVals = EdgesVals.unionWith(EdgeVal);
     }
-  }
-  
-  // Otherwise see if the value is known in the block.
-  if (hasBlockValue(Val, BBFrom)) {
-    Result = getBlockValue(Val, BBFrom);
+    Result = LVILatticeVal::getRange(EdgesVals);
     return true;
   }
-  BlockValueStack.push(std::make_pair(BBFrom, Val));
   return false;
 }
 
-LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB) {
+/// \brief Compute the value of Val on the edge BBFrom -> BBTo or the value at
+/// the basic block if the edge does not constrain Val.
+bool LazyValueInfoCache::getEdgeValue(Value *Val, BasicBlock *BBFrom,
+                                      BasicBlock *BBTo, LVILatticeVal &Result,
+                                      Instruction *CxtI) {
+  // If already a constant, there is nothing to compute.
+  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(Val)) {
+    Result = LVILatticeVal::get(VC);
+    return true;
+  }
+
+  if (getEdgeValueLocal(Val, BBFrom, BBTo, Result)) {
+    if (!Result.isConstantRange() ||
+        Result.getConstantRange().getSingleElement())
+      return true;
+
+    // FIXME: this check should be moved to the beginning of the function when
+    // LVI better supports recursive values. Even for the single value case, we
+    // can intersect to detect dead code (an empty range).
+    if (!hasBlockValue(Val, BBFrom)) {
+      if (pushBlockValue(std::make_pair(BBFrom, Val)))
+        return false;
+      Result.markOverdefined();
+      return true;
+    }
+
+    // Try to intersect ranges of the BB and the constraint on the edge.
+    LVILatticeVal InBlock = getBlockValue(Val, BBFrom);
+    mergeAssumeBlockValueConstantRange(Val, InBlock, BBFrom->getTerminator());
+    // See note on the use of the CxtI with mergeAssumeBlockValueConstantRange,
+    // and caching, below.
+    mergeAssumeBlockValueConstantRange(Val, InBlock, CxtI);
+    if (!InBlock.isConstantRange())
+      return true;
+
+    ConstantRange Range =
+      Result.getConstantRange().intersectWith(InBlock.getConstantRange());
+    Result = LVILatticeVal::getRange(Range);
+    return true;
+  }
+
+  if (!hasBlockValue(Val, BBFrom)) {
+    if (pushBlockValue(std::make_pair(BBFrom, Val)))
+      return false;
+    Result.markOverdefined();
+    return true;
+  }
+
+  // If we couldn't compute the value on the edge, use the value from the BB.
+  Result = getBlockValue(Val, BBFrom);
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(Val, Result, BBFrom->getTerminator());
+  // We can use the context instruction (generically the ultimate instruction
+  // the calling pass is trying to simplify) here, even though the result of
+  // this function is generally cached when called from the solve* functions
+  // (and that cached result might be used with queries using a different
+  // context instruction), because when this function is called from the solve*
+  // functions, the context instruction is not provided. When called from
+  // LazyValueInfoCache::getValueOnEdge, the context instruction is provided,
+  // but then the result is not cached.
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(Val, Result, CxtI);
+  return true;
+}
+
+LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB,
+                                                  Instruction *CxtI) {
   DEBUG(dbgs() << "LVI Getting block end value " << *V << " at '"
         << BB->getName() << "'\n");
-  
-  BlockValueStack.push(std::make_pair(BB, V));
+
+  assert(BlockValueStack.empty() && BlockValueSet.empty());
+  pushBlockValue(std::make_pair(BB, V));
+
   solve();
   LVILatticeVal Result = getBlockValue(V, BB);
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(V, Result, CxtI);
+
+  DEBUG(dbgs() << "  Result = " << Result << "\n");
+  return Result;
+}
+
+LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getValueAt(Value *V, Instruction *CxtI) {
+  DEBUG(dbgs() << "LVI Getting value " << *V << " at '"
+        << CxtI->getName() << "'\n");
+
+  LVILatticeVal Result;
+  if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    Result = getFromRangeMetadata(I);
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(V, Result, CxtI);
 
   DEBUG(dbgs() << "  Result = " << Result << "\n");
   return Result;
 }
 
 LVILatticeVal LazyValueInfoCache::
-getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB) {
+getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB,
+               Instruction *CxtI) {
   DEBUG(dbgs() << "LVI Getting edge value " << *V << " from '"
         << FromBB->getName() << "' to '" << ToBB->getName() << "'\n");
-  
+
   LVILatticeVal Result;
-  if (!getEdgeValue(V, FromBB, ToBB, Result)) {
+  if (!getEdgeValue(V, FromBB, ToBB, Result, CxtI)) {
     solve();
-    bool WasFastQuery = getEdgeValue(V, FromBB, ToBB, Result);
+    bool WasFastQuery = getEdgeValue(V, FromBB, ToBB, Result, CxtI);
     (void)WasFastQuery;
     assert(WasFastQuery && "More work to do after problem solved?");
   }
@@ -932,26 +1103,24 @@ getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB) {
 
 void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
                                     BasicBlock *NewSucc) {
-  // When an edge in the graph has been threaded, values that we could not 
-  // determine a value for before (i.e. were marked overdefined) may be possible
-  // to solve now.  We do NOT try to proactively update these values.  Instead,
-  // we clear their entries from the cache, and allow lazy updating to recompute
-  // them when needed.
-  
-  // The updating process is fairly simple: we need to dropped cached info
+  // When an edge in the graph has been threaded, values that we could not
+  // determine a value for before (i.e. were marked overdefined) may be
+  // possible to solve now. We do NOT try to proactively update these values.
+  // Instead, we clear their entries from the cache, and allow lazy updating to
+  // recompute them when needed.
+
+  // The updating process is fairly simple: we need to drop cached info
   // for all values that were marked overdefined in OldSucc, and for those same
   // values in any successor of OldSucc (except NewSucc) in which they were
   // also marked overdefined.
   std::vector<BasicBlock*> worklist;
   worklist.push_back(OldSucc);
-  
-  DenseSet<Value*> ClearSet;
-  for (DenseSet<OverDefinedPairTy>::iterator I = OverDefinedCache.begin(),
-       E = OverDefinedCache.end(); I != E; ++I) {
-    if (I->first == OldSucc)
-      ClearSet.insert(I->second);
-  }
-  
+
+  auto I = OverDefinedCache.find(OldSucc);
+  if (I == OverDefinedCache.end())
+    return; // Nothing to process here.
+  SmallVector<Value *, 4> ValsToClear(I->second.begin(), I->second.end());
+
   // Use a worklist to perform a depth-first search of OldSucc's successors.
   // NOTE: We do not need a visited list since any blocks we have already
   // visited will have had their overdefined markers cleared already, and we
@@ -959,33 +1128,31 @@ void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
   while (!worklist.empty()) {
     BasicBlock *ToUpdate = worklist.back();
     worklist.pop_back();
-    
+
     // Skip blocks only accessible through NewSucc.
     if (ToUpdate == NewSucc) continue;
-    
+
     bool changed = false;
-    for (DenseSet<Value*>::iterator I = ClearSet.begin(), E = ClearSet.end();
-         I != E; ++I) {
+    for (Value *V : ValsToClear) {
       // If a value was marked overdefined in OldSucc, and is here too...
-      DenseSet<OverDefinedPairTy>::iterator OI =
-        OverDefinedCache.find(std::make_pair(ToUpdate, *I));
-      if (OI == OverDefinedCache.end()) continue;
-
-      // Remove it from the caches.
-      ValueCacheEntryTy &Entry = ValueCache[LVIValueHandle(*I, this)];
-      ValueCacheEntryTy::iterator CI = Entry.find(ToUpdate);
-
-      assert(CI != Entry.end() && "Couldn't find entry to update?");
-      Entry.erase(CI);
-      OverDefinedCache.erase(OI);
-
-      // If we removed anything, then we potentially need to update 
+      auto OI = OverDefinedCache.find(ToUpdate);
+      if (OI == OverDefinedCache.end())
+        continue;
+      SmallPtrSetImpl<Value *> &ValueSet = OI->second;
+      if (!ValueSet.count(V))
+        continue;
+
+      ValueSet.erase(V);
+      if (ValueSet.empty())
+        OverDefinedCache.erase(OI);
+
+      // If we removed anything, then we potentially need to update
       // blocks successors too.
       changed = true;
     }
 
     if (!changed) continue;
-    
+
     worklist.insert(worklist.end(), succ_begin(ToUpdate), succ_end(ToUpdate));
   }
 }
@@ -994,33 +1161,54 @@ void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
 //                            LazyValueInfo Impl
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// getCache - This lazily constructs the LazyValueInfoCache.
-static LazyValueInfoCache &getCache(void *&PImpl) {
-  if (!PImpl)
-    PImpl = new LazyValueInfoCache();
+/// This lazily constructs the LazyValueInfoCache.
+static LazyValueInfoCache &getCache(void *&PImpl, AssumptionCache *AC,
+                                    const DataLayout *DL,
+                                    DominatorTree *DT = nullptr) {
+  if (!PImpl) {
+    assert(DL && "getCache() called with a null DataLayout");
+    PImpl = new LazyValueInfoCache(AC, *DL, DT);
+  }
   return *static_cast<LazyValueInfoCache*>(PImpl);
 }
 
 bool LazyValueInfo::runOnFunction(Function &F) {
+  AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
+  const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
+
+  DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
+      getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
+  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
+
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
+
   if (PImpl)
-    getCache(PImpl).clear();
-  
-  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
+    getCache(PImpl, AC, &DL, DT).clear();
+
   // Fully lazy.
   return false;
 }
 
+void LazyValueInfo::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
+  AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+}
+
 void LazyValueInfo::releaseMemory() {
   // If the cache was allocated, free it.
   if (PImpl) {
-    delete &getCache(PImpl);
-    PImpl = 0;
+    delete &getCache(PImpl, AC, nullptr);
+    PImpl = nullptr;
   }
 }
 
-Constant *LazyValueInfo::getConstant(Value *V, BasicBlock *BB) {
-  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl).getValueInBlock(V, BB);
-  
+Constant *LazyValueInfo::getConstant(Value *V, BasicBlock *BB,
+                                     Instruction *CxtI) {
+  const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
+  LVILatticeVal Result =
+      getCache(PImpl, AC, &DL, DT).getValueInBlock(V, BB, CxtI);
+
   if (Result.isConstant())
     return Result.getConstant();
   if (Result.isConstantRange()) {
@@ -1028,15 +1216,18 @@ Constant *LazyValueInfo::getConstant(Value *V, BasicBlock *BB) {
     if (const APInt *SingleVal = CR.getSingleElement())
       return ConstantInt::get(V->getContext(), *SingleVal);
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// getConstantOnEdge - Determine whether the specified value is known to be a
-/// constant on the specified edge.  Return null if not.
+/// Determine whether the specified value is known to be a
+/// constant on the specified edge. Return null if not.
 Constant *LazyValueInfo::getConstantOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,
-                                           BasicBlock *ToBB) {
-  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB);
-  
+                                           BasicBlock *ToBB,
+                                           Instruction *CxtI) {
+  const DataLayout &DL = FromBB->getModule()->getDataLayout();
+  LVILatticeVal Result =
+      getCache(PImpl, AC, &DL, DT).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB, CxtI);
+
   if (Result.isConstant())
     return Result.getConstant();
   if (Result.isConstantRange()) {
@@ -1044,82 +1235,191 @@ Constant *LazyValueInfo::getConstantOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,
     if (const APInt *SingleVal = CR.getSingleElement())
       return ConstantInt::get(V->getContext(), *SingleVal);
   }
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// getPredicateOnEdge - Determine whether the specified value comparison
-/// with a constant is known to be true or false on the specified CFG edge.
-/// Pred is a CmpInst predicate.
-LazyValueInfo::Tristate
-LazyValueInfo::getPredicateOnEdge(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
-                                  BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB) {
-  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB);
-  
+static LazyValueInfo::Tristate getPredicateResult(unsigned Pred, Constant *C,
+                                                  LVILatticeVal &Result,
+                                                  const DataLayout &DL,
+                                                  TargetLibraryInfo *TLI) {
+
   // If we know the value is a constant, evaluate the conditional.
-  Constant *Res = 0;
+  Constant *Res = nullptr;
   if (Result.isConstant()) {
-    Res = ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, Result.getConstant(), C, TD);
+    Res = ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, Result.getConstant(), C, DL,
+                                          TLI);
     if (ConstantInt *ResCI = dyn_cast<ConstantInt>(Res))
-      return ResCI->isZero() ? False : True;
-    return Unknown;
+      return ResCI->isZero() ? LazyValueInfo::False : LazyValueInfo::True;
+    return LazyValueInfo::Unknown;
   }
-  
+
   if (Result.isConstantRange()) {
     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C);
-    if (!CI) return Unknown;
-    
+    if (!CI) return LazyValueInfo::Unknown;
+
     ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
       if (!CR.contains(CI->getValue()))
-        return False;
-      
+        return LazyValueInfo::False;
+
       if (CR.isSingleElement() && CR.contains(CI->getValue()))
-        return True;
+        return LazyValueInfo::True;
     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
       if (!CR.contains(CI->getValue()))
-        return True;
-      
+        return LazyValueInfo::True;
+
       if (CR.isSingleElement() && CR.contains(CI->getValue()))
-        return False;
+        return LazyValueInfo::False;
     }
-    
+
     // Handle more complex predicates.
     ConstantRange TrueValues =
         ICmpInst::makeConstantRange((ICmpInst::Predicate)Pred, CI->getValue());
     if (TrueValues.contains(CR))
-      return True;
+      return LazyValueInfo::True;
     if (TrueValues.inverse().contains(CR))
-      return False;
-    return Unknown;
+      return LazyValueInfo::False;
+    return LazyValueInfo::Unknown;
   }
-  
+
   if (Result.isNotConstant()) {
     // If this is an equality comparison, we can try to fold it knowing that
     // "V != C1".
     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
       // !C1 == C -> false iff C1 == C.
       Res = ConstantFoldCompareInstOperands(ICmpInst::ICMP_NE,
-                                            Result.getNotConstant(), C, TD);
+                                            Result.getNotConstant(), C, DL,
+                                            TLI);
       if (Res->isNullValue())
-        return False;
+        return LazyValueInfo::False;
     } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
       // !C1 != C -> true iff C1 == C.
       Res = ConstantFoldCompareInstOperands(ICmpInst::ICMP_NE,
-                                            Result.getNotConstant(), C, TD);
+                                            Result.getNotConstant(), C, DL,
+                                            TLI);
       if (Res->isNullValue())
-        return True;
+        return LazyValueInfo::True;
+    }
+    return LazyValueInfo::Unknown;
+  }
+
+  return LazyValueInfo::Unknown;
+}
+
+/// Determine whether the specified value comparison with a constant is known to
+/// be true or false on the specified CFG edge. Pred is a CmpInst predicate.
+LazyValueInfo::Tristate
+LazyValueInfo::getPredicateOnEdge(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
+                                  BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB,
+                                  Instruction *CxtI) {
+  const DataLayout &DL = FromBB->getModule()->getDataLayout();
+  LVILatticeVal Result =
+      getCache(PImpl, AC, &DL, DT).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB, CxtI);
+
+  return getPredicateResult(Pred, C, Result, DL, TLI);
+}
+
+LazyValueInfo::Tristate
+LazyValueInfo::getPredicateAt(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
+                              Instruction *CxtI) {
+  const DataLayout &DL = CxtI->getModule()->getDataLayout();
+  LVILatticeVal Result = getCache(PImpl, AC, &DL, DT).getValueAt(V, CxtI);
+  Tristate Ret = getPredicateResult(Pred, C, Result, DL, TLI);
+  if (Ret != Unknown)
+    return Ret;
+
+  // Note: The following bit of code is somewhat distinct from the rest of LVI;
+  // LVI as a whole tries to compute a lattice value which is conservatively
+  // correct at a given location.  In this case, we have a predicate which we
+  // weren't able to prove about the merged result, and we're pushing that
+  // predicate back along each incoming edge to see if we can prove it
+  // separately for each input.  As a motivating example, consider:
+  // bb1:
+  //   %v1 = ... ; constantrange<1, 5>
+  //   br label %merge
+  // bb2:
+  //   %v2 = ... ; constantrange<10, 20>
+  //   br label %merge
+  // merge:
+  //   %phi = phi [%v1, %v2] ; constantrange<1,20>
+  //   %pred = icmp eq i32 %phi, 8
+  // We can't tell from the lattice value for '%phi' that '%pred' is false
+  // along each path, but by checking the predicate over each input separately,
+  // we can.
+  // We limit the search to one step backwards from the current BB and value.
+  // We could consider extending this to search further backwards through the
+  // CFG and/or value graph, but there are non-obvious compile time vs quality
+  // tradeoffs.  
+  if (CxtI) {
+    BasicBlock *BB = CxtI->getParent();
+
+    // Function entry or an unreachable block.  Bail to avoid confusing
+    // analysis below.
+    pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
+    if (PI == PE)
+      return Unknown;
+
+    // If V is a PHI node in the same block as the context, we need to ask
+    // questions about the predicate as applied to the incoming value along
+    // each edge. This is useful for eliminating cases where the predicate is
+    // known along all incoming edges.
+    if (auto *PHI = dyn_cast<PHINode>(V))
+      if (PHI->getParent() == BB) {
+        Tristate Baseline = Unknown;
+        for (unsigned i = 0, e = PHI->getNumIncomingValues(); i < e; i++) {
+          Value *Incoming = PHI->getIncomingValue(i);
+          BasicBlock *PredBB = PHI->getIncomingBlock(i);
+          // Note that PredBB may be BB itself.        
+          Tristate Result = getPredicateOnEdge(Pred, Incoming, C, PredBB, BB,
+                                               CxtI);
+          
+          // Keep going as long as we've seen a consistent known result for
+          // all inputs.
+          Baseline = (i == 0) ? Result /* First iteration */
+            : (Baseline == Result ? Baseline : Unknown); /* All others */
+          if (Baseline == Unknown)
+            break;
+        }
+        if (Baseline != Unknown)
+          return Baseline;
+      }    
+
+    // For a comparison where the V is outside this block, it's possible
+    // that we've branched on it before. Look to see if the value is known
+    // on all incoming edges.
+    if (!isa<Instruction>(V) ||
+        cast<Instruction>(V)->getParent() != BB) {
+      // For predecessor edge, determine if the comparison is true or false
+      // on that edge. If they're all true or all false, we can conclude
+      // the value of the comparison in this block.
+      Tristate Baseline = getPredicateOnEdge(Pred, V, C, *PI, BB, CxtI);
+      if (Baseline != Unknown) {
+        // Check that all remaining incoming values match the first one.
+        while (++PI != PE) {
+          Tristate Ret = getPredicateOnEdge(Pred, V, C, *PI, BB, CxtI);
+          if (Ret != Baseline) break;
+        }
+        // If we terminated early, then one of the values didn't match.
+        if (PI == PE) {
+          return Baseline;
+        }
+      }
     }
-    return Unknown;
   }
-  
   return Unknown;
 }
 
 void LazyValueInfo::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
                                BasicBlock *NewSucc) {
-  if (PImpl) getCache(PImpl).threadEdge(PredBB, OldSucc, NewSucc);
+  if (PImpl) {
+    const DataLayout &DL = PredBB->getModule()->getDataLayout();
+    getCache(PImpl, AC, &DL, DT).threadEdge(PredBB, OldSucc, NewSucc);
+  }
 }
 
 void LazyValueInfo::eraseBlock(BasicBlock *BB) {
-  if (PImpl) getCache(PImpl).eraseBlock(BB);
+  if (PImpl) {
+    const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
+    getCache(PImpl, AC, &DL, DT).eraseBlock(BB);
+  }
 }