LazyValueInfo: fix some typos and indentation, etc. NFC.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LazyValueInfo.cpp
index a72faca68475c343e36a19241d307ec85cda7152..e72d08f47508f4a5c3f40c9e6221c20f1984dc6e 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/Constants.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionTracker.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Support/CFG.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/PatternMatch.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include <map>
+#include <stack>
 using namespace llvm;
+using namespace PatternMatch;
+
+#define DEBUG_TYPE "lazy-value-info"
 
 char LazyValueInfo::ID = 0;
-INITIALIZE_PASS(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
-                "Lazy Value Information Analysis", false, true);
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
+                "Lazy Value Information Analysis", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
+INITIALIZE_PASS_END(LazyValueInfo, "lazy-value-info",
+                "Lazy Value Information Analysis", false, true)
 
 namespace llvm {
   FunctionPass *createLazyValueInfoPass() { return new LazyValueInfo(); }
@@ -48,89 +63,130 @@ namespace llvm {
 namespace {
 class LVILatticeVal {
   enum LatticeValueTy {
-    /// undefined - This LLVM Value has no known value yet.
+    /// undefined - This Value has no known value yet.
     undefined,
-    /// constant - This LLVM Value has a specific constant value.
-    constant,
     
-    /// notconstant - This LLVM value is known to not have the specified value.
+    /// constant - This Value has a specific constant value.
+    constant,
+    /// notconstant - This Value is known to not have the specified value.
     notconstant,
-    
-    /// overdefined - This instruction is not known to be constant, and we know
+
+    /// constantrange - The Value falls within this range.
+    constantrange,
+
+    /// overdefined - 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.
-  PointerIntPair<Constant *, 2, LatticeValueTy> Val;
+  LatticeValueTy Tag;
+  Constant *Val;
+  ConstantRange Range;
   
 public:
-  LVILatticeVal() : Val(0, undefined) {}
+  LVILatticeVal() : Tag(undefined), Val(nullptr), Range(1, true) {}
 
   static LVILatticeVal get(Constant *C) {
     LVILatticeVal Res;
-    Res.markConstant(C);
+    if (!isa<UndefValue>(C))
+      Res.markConstant(C);
     return Res;
   }
   static LVILatticeVal getNot(Constant *C) {
     LVILatticeVal Res;
-    Res.markNotConstant(C);
+    if (!isa<UndefValue>(C))
+      Res.markNotConstant(C);
+    return Res;
+  }
+  static LVILatticeVal getRange(ConstantRange CR) {
+    LVILatticeVal Res;
+    Res.markConstantRange(CR);
     return Res;
   }
   
-  bool isUndefined() const   { return Val.getInt() == undefined; }
-  bool isConstant() const    { return Val.getInt() == constant; }
-  bool isNotConstant() const { return Val.getInt() == notconstant; }
-  bool isOverdefined() const { return Val.getInt() == overdefined; }
+  bool isUndefined() const     { return Tag == undefined; }
+  bool isConstant() const      { return Tag == constant; }
+  bool isNotConstant() const   { return Tag == notconstant; }
+  bool isConstantRange() const { return Tag == constantrange; }
+  bool isOverdefined() const   { return Tag == overdefined; }
   
   Constant *getConstant() const {
     assert(isConstant() && "Cannot get the constant of a non-constant!");
-    return Val.getPointer();
+    return Val;
   }
   
   Constant *getNotConstant() const {
     assert(isNotConstant() && "Cannot get the constant of a non-notconstant!");
-    return Val.getPointer();
+    return Val;
+  }
+  
+  ConstantRange getConstantRange() const {
+    assert(isConstantRange() &&
+           "Cannot get the constant-range of a non-constant-range!");
+    return Range;
   }
   
   /// markOverdefined - Return true if this is a change in status.
   bool markOverdefined() {
     if (isOverdefined())
       return false;
-    Val.setInt(overdefined);
+    Tag = overdefined;
     return true;
   }
 
   /// markConstant - Return true if this is a change in status.
   bool markConstant(Constant *V) {
-    if (isConstant()) {
-      assert(getConstant() == V && "Marking constant with different value");
+    assert(V && "Marking constant with NULL");
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
+      return markConstantRange(ConstantRange(CI->getValue()));
+    if (isa<UndefValue>(V))
       return false;
-    }
-    
+
+    assert((!isConstant() || getConstant() == V) &&
+           "Marking constant with different value");
     assert(isUndefined());
-    Val.setInt(constant);
-    assert(V && "Marking constant with NULL");
-    Val.setPointer(V);
+    Tag = constant;
+    Val = V;
     return true;
   }
   
   /// markNotConstant - Return true if this is a change in status.
   bool markNotConstant(Constant *V) {
-    if (isNotConstant()) {
-      assert(getNotConstant() == V && "Marking !constant with different value");
+    assert(V && "Marking constant with NULL");
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
+      return markConstantRange(ConstantRange(CI->getValue()+1, CI->getValue()));
+    if (isa<UndefValue>(V))
       return false;
+
+    assert((!isConstant() || getConstant() != V) &&
+           "Marking constant !constant with same value");
+    assert((!isNotConstant() || getNotConstant() == V) &&
+           "Marking !constant with different value");
+    assert(isUndefined() || isConstant());
+    Tag = notconstant;
+    Val = V;
+    return true;
+  }
+  
+  /// markConstantRange - Return true if this is a change in status.
+  bool markConstantRange(const ConstantRange NewR) {
+    if (isConstantRange()) {
+      if (NewR.isEmptySet())
+        return markOverdefined();
+      
+      bool changed = Range != NewR;
+      Range = NewR;
+      return changed;
     }
     
-    if (isConstant())
-      assert(getConstant() != V && "Marking not constant with different value");
-    else
-      assert(isUndefined());
-
-    Val.setInt(notconstant);
-    assert(V && "Marking constant with NULL");
-    Val.setPointer(V);
+    assert(isUndefined());
+    if (NewR.isEmptySet())
+      return markOverdefined();
+    
+    Tag = constantrange;
+    Range = NewR;
     return true;
   }
   
@@ -140,49 +196,88 @@ public:
     if (RHS.isUndefined() || isOverdefined()) return false;
     if (RHS.isOverdefined()) return markOverdefined();
 
-    if (RHS.isNotConstant()) {
-      if (isNotConstant()) {
-        if (getNotConstant() != RHS.getNotConstant() ||
-            isa<ConstantExpr>(getNotConstant()) ||
-            isa<ConstantExpr>(RHS.getNotConstant()))
-          return markOverdefined();
-        return false;
+    if (isUndefined()) {
+      Tag = RHS.Tag;
+      Val = RHS.Val;
+      Range = RHS.Range;
+      return true;
+    }
+
+    if (isConstant()) {
+      if (RHS.isConstant()) {
+        if (Val == RHS.Val)
+          return false;
+        return markOverdefined();
       }
-      if (isConstant()) {
-        if (getConstant() == RHS.getNotConstant() ||
-            isa<ConstantExpr>(RHS.getNotConstant()) ||
-            isa<ConstantExpr>(getConstant()))
+
+      if (RHS.isNotConstant()) {
+        if (Val == RHS.Val)
           return markOverdefined();
-        return markNotConstant(RHS.getNotConstant());
+
+        // Unless we can prove that the two Constants are different, we must
+        // move to overdefined.
+        // FIXME: use DataLayout/TargetLibraryInfo for smarter constant folding.
+        if (ConstantInt *Res = dyn_cast<ConstantInt>(
+                ConstantFoldCompareInstOperands(CmpInst::ICMP_NE,
+                                                getConstant(),
+                                                RHS.getNotConstant())))
+          if (Res->isOne())
+            return markNotConstant(RHS.getNotConstant());
+
+        return markOverdefined();
       }
-      
-      assert(isUndefined() && "Unexpected lattice");
-      return markNotConstant(RHS.getNotConstant());
+
+      // RHS is a ConstantRange, LHS is a non-integer Constant.
+
+      // FIXME: consider the case where RHS is a range [1, 0) and LHS is
+      // a function. The correct result is to pick up RHS.
+
+      return markOverdefined();
     }
-    
-    // RHS must be a constant, we must be undef, constant, or notconstant.
-    if (isUndefined())
-      return markConstant(RHS.getConstant());
-    
-    if (isConstant()) {
-      if (getConstant() != RHS.getConstant())
+
+    if (isNotConstant()) {
+      if (RHS.isConstant()) {
+        if (Val == RHS.Val)
+          return markOverdefined();
+
+        // Unless we can prove that the two Constants are different, we must
+        // move to overdefined.
+        // FIXME: use DataLayout/TargetLibraryInfo for smarter constant folding.
+        if (ConstantInt *Res = dyn_cast<ConstantInt>(
+                ConstantFoldCompareInstOperands(CmpInst::ICMP_NE,
+                                                getNotConstant(),
+                                                RHS.getConstant())))
+          if (Res->isOne())
+            return false;
+
         return markOverdefined();
-      return false;
+      }
+
+      if (RHS.isNotConstant()) {
+        if (Val == RHS.Val)
+          return false;
+        return markOverdefined();
+      }
+
+      return markOverdefined();
     }
 
-    // If we are known "!=4" and RHS is "==5", stay at "!=4".
-    if (getNotConstant() == RHS.getConstant() ||
-        isa<ConstantExpr>(getNotConstant()) ||
-        isa<ConstantExpr>(RHS.getConstant()))
+    assert(isConstantRange() && "New LVILattice type?");
+    if (!RHS.isConstantRange())
       return markOverdefined();
-    return false;
+
+    ConstantRange NewR = Range.unionWith(RHS.getConstantRange());
+    if (NewR.isFullSet())
+      return markOverdefined();
+    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";
@@ -191,6 +286,9 @@ raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const LVILatticeVal &Val) {
 
   if (Val.isNotConstant())
     return OS << "notconstant<" << *Val.getNotConstant() << '>';
+  else if (Val.isConstantRange())
+    return OS << "constantrange<" << Val.getConstantRange().getLower() << ", "
+              << Val.getConstantRange().getUpper() << '>';
   return OS << "constant<" << *Val.getConstant() << '>';
 }
 }
@@ -200,170 +298,240 @@ raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const LVILatticeVal &Val) {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
+  /// LVIValueHandle - A callback value handle updates the cache when
+  /// values are erased.
+  class LazyValueInfoCache;
+  struct LVIValueHandle : public CallbackVH {
+    LazyValueInfoCache *Parent;
+      
+    LVIValueHandle(Value *V, LazyValueInfoCache *P)
+      : CallbackVH(V), Parent(P) { }
+
+    void deleted() override;
+    void allUsesReplacedWith(Value *V) override {
+      deleted();
+    }
+  };
+}
+
+namespace { 
   /// LazyValueInfoCache - This is the cache kept by LazyValueInfo which
   /// maintains information about queries across the clients' queries.
   class LazyValueInfoCache {
-  public:
-    /// BlockCacheEntryTy - This is a computed lattice value at the end of the
-    /// specified basic block for a Value* that depends on context.
-    typedef std::pair<BasicBlock*, LVILatticeVal> BlockCacheEntryTy;
-    
     /// ValueCacheEntryTy - This is all of the cached block information for
     /// exactly one Value*.  The entries are sorted by the BasicBlock* of the
     /// entries, allowing us to do a lookup with a binary search.
-    typedef std::vector<BlockCacheEntryTy> ValueCacheEntryTy;
+    typedef std::map<AssertingVH<BasicBlock>, LVILatticeVal> ValueCacheEntryTy;
 
-  private:
     /// ValueCache - This is all of the cached information for all values,
     /// mapped from Value* to key information.
-    DenseMap<Value*, ValueCacheEntryTy> ValueCache;
+    std::map<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy> ValueCache;
     
     /// OverDefinedCache - This tracks, on a per-block basis, the set of 
     /// values that are over-defined at the end of that block.  This is required
     /// for cache updating.
-    DenseMap<BasicBlock*, std::set<Value*> > OverDefinedCache;
-  public:
+    typedef std::pair<AssertingVH<BasicBlock>, Value*> OverDefinedPairTy;
+    DenseSet<OverDefinedPairTy> OverDefinedCache;
+
+    /// SeenBlocks - 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;
+
+    /// BlockValueStack - 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;
+
+    /// A pointer to the cache of @llvm.assume calls.
+    AssumptionTracker *AT;
+    /// An optional DL pointer.
+    const DataLayout *DL;
+    /// An optional DT pointer.
+    DominatorTree *DT;
+    
+    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;
+      }
+    };
     
+
+
+    LVILatticeVal getBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB);
+    bool getEdgeValue(Value *V, BasicBlock *F, BasicBlock *T,
+                      LVILatticeVal &Result,
+                      Instruction *CxtI = nullptr);
+    bool hasBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB);
+
+    // These methods process one work item and may add more. A false value
+    // returned means that the work item was not completely processed and must
+    // be revisited after going through the new items.
+    bool solveBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB);
+    bool solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
+                                 Value *Val, BasicBlock *BB);
+    bool solveBlockValuePHINode(LVILatticeVal &BBLV,
+                                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)];
+    }
+
+  public:
     /// getValueInBlock - This is the query interface to determine the lattice
     /// value for the specified Value* at the end of the specified block.
-    LVILatticeVal getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB);
+    LVILatticeVal getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB,
+                                  Instruction *CxtI = nullptr);
+
+    /// getValueAt - 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);
 
     /// getValueOnEdge - This is the query interface to determine the lattice
     /// value for the specified Value* that is true on the specified edge.
-    LVILatticeVal getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,BasicBlock *ToBB);
+    LVILatticeVal getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB,BasicBlock *ToBB,
+                                 Instruction *CxtI = nullptr);
     
     /// threadEdge - This is the update interface to inform the cache that an
     /// edge from PredBB to OldSucc has been threaded to be from PredBB to
     /// NewSucc.
     void threadEdge(BasicBlock *PredBB,BasicBlock *OldSucc,BasicBlock *NewSucc);
-  };
-} // end anonymous namespace
-
-namespace {
-  struct BlockCacheEntryComparator {
-    static int Compare(const void *LHSv, const void *RHSv) {
-      const LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy *LHS =
-        static_cast<const LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy *>(LHSv);
-      const LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy *RHS =
-        static_cast<const LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy *>(RHSv);
-      if (LHS->first < RHS->first)
-        return -1;
-      if (LHS->first > RHS->first)
-        return 1;
-      return 0;
-    }
     
-    bool operator()(const LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy &LHS,
-                    const LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy &RHS) const {
-      return LHS.first < RHS.first;
+    /// eraseBlock - This is part of the update interface to inform the cache
+    /// that a block has been deleted.
+    void eraseBlock(BasicBlock *BB);
+    
+    /// clear - Empty the cache.
+    void clear() {
+      SeenBlocks.clear();
+      ValueCache.clear();
+      OverDefinedCache.clear();
     }
+
+    LazyValueInfoCache(AssumptionTracker *AT,
+                       const DataLayout *DL = nullptr,
+                       DominatorTree *DT = nullptr) : AT(AT), 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);
+  }
+
+  for (SmallVectorImpl<OverDefinedPairTy>::iterator I = ToErase.begin(),
+       E = ToErase.end(); I != E; ++I)
+    Parent->OverDefinedCache.erase(*I);
+  
+  // This erasure deallocates *this, so it MUST happen after we're done
+  // using any and all members of *this.
+  Parent->ValueCache.erase(*this);
 }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//                              LVIQuery Impl
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+void LazyValueInfoCache::eraseBlock(BasicBlock *BB) {
+  // Shortcut if we have never seen this block.
+  DenseSet<AssertingVH<BasicBlock> >::iterator I = SeenBlocks.find(BB);
+  if (I == SeenBlocks.end())
+    return;
+  SeenBlocks.erase(I);
 
-namespace {
-  /// LVIQuery - This is a transient object that exists while a query is
-  /// being performed.
-  ///
-  /// TODO: Reuse LVIQuery instead of recreating it for every query, this avoids
-  /// reallocation of the densemap on every query.
-  class LVIQuery {
-    typedef LazyValueInfoCache::BlockCacheEntryTy BlockCacheEntryTy;
-    typedef LazyValueInfoCache::ValueCacheEntryTy ValueCacheEntryTy;
-    
-    /// This is the current value being queried for.
-    Value *Val;
-    
-    /// This is all of the cached information about this value.
-    ValueCacheEntryTy &Cache;
-    
-    /// This tracks, for each block, what values are overdefined.
-    DenseMap<BasicBlock*, std::set<Value*> > &OverDefinedCache;
-    
-    ///  NewBlocks - This is a mapping of the new BasicBlocks which have been
-    /// added to cache but that are not in sorted order.
-    DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal> NewBlockInfo;
-  public:
-    
-    LVIQuery(Value *V, ValueCacheEntryTy &VC,
-             DenseMap<BasicBlock*, std::set<Value*> > &ODC)
-      : Val(V), Cache(VC), OverDefinedCache(ODC) {
-    }
+  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);
+  }
 
-    ~LVIQuery() {
-      // When the query is done, insert the newly discovered facts into the
-      // cache in sorted order.
-      if (NewBlockInfo.empty()) return;
+  for (SmallVectorImpl<OverDefinedPairTy>::iterator I = ToErase.begin(),
+       E = ToErase.end(); I != E; ++I)
+    OverDefinedCache.erase(*I);
 
-      // Grow the cache to exactly fit the new data.
-      Cache.reserve(Cache.size() + NewBlockInfo.size());
-      
-      // If we only have one new entry, insert it instead of doing a full-on
-      // sort.
-      if (NewBlockInfo.size() == 1) {
-        BlockCacheEntryTy Entry = *NewBlockInfo.begin();
-        ValueCacheEntryTy::iterator I =
-          std::lower_bound(Cache.begin(), Cache.end(), Entry,
-                           BlockCacheEntryComparator());
-        assert((I == Cache.end() || I->first != Entry.first) &&
-               "Entry already in map!");
-        
-        Cache.insert(I, Entry);
-        return;
-      }
-      
-      // TODO: If we only have two new elements, INSERT them both.
-      
-      Cache.insert(Cache.end(), NewBlockInfo.begin(), NewBlockInfo.end());
-      array_pod_sort(Cache.begin(), Cache.end(),
-                     BlockCacheEntryComparator::Compare);
-      
-      for (DenseMap<BasicBlock*, LVILatticeVal>::iterator
-           I = NewBlockInfo.begin(), E = NewBlockInfo.end(); I != E; ++I) {
-        if (I->second.isOverdefined())
-          OverDefinedCache[I->first].insert(Val);
-      }
+  for (std::map<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy>::iterator
+       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(BlockValueStack.top() == e);
+      BlockValueStack.pop();
     }
+  }
+}
 
-    LVILatticeVal getBlockValue(BasicBlock *BB);
-    LVILatticeVal getEdgeValue(BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB);
+bool LazyValueInfoCache::hasBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
+  // If already a constant, there is nothing to compute.
+  if (isa<Constant>(Val))
+    return true;
 
-  private:
-    LVILatticeVal &getCachedEntryForBlock(BasicBlock *BB);
-  };
-} // end anonymous namespace
+  LVIValueHandle ValHandle(Val, this);
+  std::map<LVIValueHandle, ValueCacheEntryTy>::iterator I =
+    ValueCache.find(ValHandle);
+  if (I == ValueCache.end()) return false;
+  return I->second.count(BB);
+}
 
-/// getCachedEntryForBlock - See if we already have a value for this block.  If
-/// so, return it, otherwise create a new entry in the NewBlockInfo map to use.
-LVILatticeVal &LVIQuery::getCachedEntryForBlock(BasicBlock *BB) {
-  
-  // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
-  // the cache set.  If so, find it.
-  if (!Cache.empty()) {
-    ValueCacheEntryTy::iterator Entry =
-      std::lower_bound(Cache.begin(), Cache.end(),
-                       BlockCacheEntryTy(BB, LVILatticeVal()),
-                       BlockCacheEntryComparator());
-    if (Entry != Cache.end() && Entry->first == BB)
-      return Entry->second;
-  }
-  
-  // Otherwise, check to see if it's in NewBlockInfo or create a new entry if
-  // not.
-  return NewBlockInfo[BB];
+LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
+  // If already a constant, there is nothing to compute.
+  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(Val))
+    return LVILatticeVal::get(VC);
+
+  SeenBlocks.insert(BB);
+  return lookup(Val)[BB];
 }
 
-LVILatticeVal LVIQuery::getBlockValue(BasicBlock *BB) {
-  // See if we already have a value for this block.
-  LVILatticeVal &BBLV = getCachedEntryForBlock(BB);
+bool LazyValueInfoCache::solveBlockValue(Value *Val, BasicBlock *BB) {
+  if (isa<Constant>(Val))
+    return true;
+
+  ValueCacheEntryTy &Cache = lookup(Val);
+  SeenBlocks.insert(BB);
+  LVILatticeVal &BBLV = Cache[BB];
   
-  // If we've already computed this block's value, return it.
+  // 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 exit, passing a bool to indicate if the
+  // cache needs updating, i.e. if we have solved a new value or not.
+  OverDefinedCacheUpdater ODCacheUpdater(Val, BB, BBLV, this);
+
   if (!BBLV.isUndefined()) {
     DEBUG(dbgs() << "  reuse BB '" << BB->getName() << "' val=" << BBLV <<'\n');
-    return BBLV;
+    
+    // Since we're reusing a cached value here, we don't need to update the 
+    // OverDefinedCache.  The cache will have been properly updated
+    // whenever the cached value was inserted.
+    ODCacheUpdater.markResult(false);
+    return true;
   }
 
   // Otherwise, this is the first time we're seeing this block.  Reset the
@@ -371,60 +539,345 @@ LVILatticeVal LVIQuery::getBlockValue(BasicBlock *BB) {
   // conservatively correct.
   BBLV.markOverdefined();
   
-  // If V is live into BB, see if our predecessors know anything about it.
   Instruction *BBI = dyn_cast<Instruction>(Val);
-  if (BBI == 0 || BBI->getParent() != BB) {
-    LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
-    unsigned NumPreds = 0;
-    
-    // Loop over all of our predecessors, merging what we know from them into
-    // result.
-    for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
-      Result.mergeIn(getEdgeValue(*PI, BB));
-      
-      // If we hit overdefined, exit early.  The BlockVals entry is already set
-      // to overdefined.
-      if (Result.isOverdefined()) {
-        DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
-                     << "' - overdefined because of pred.\n");
-        return Result;
+  if (!BBI || BBI->getParent() != BB) {
+    return ODCacheUpdater.markResult(solveBlockValueNonLocal(BBLV, Val, BB));
+  }
+
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
+    return ODCacheUpdater.markResult(solveBlockValuePHINode(BBLV, PN, BB));
+  }
+
+  if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(BBI)) {
+    BBLV = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(AI->getType()));
+    return ODCacheUpdater.markResult(true);
+  }
+
+  // We can only analyze the definitions of certain classes of instructions
+  // (integral binops and casts at the moment), so bail if this isn't one.
+  LVILatticeVal Result;
+  if ((!isa<BinaryOperator>(BBI) && !isa<CastInst>(BBI)) ||
+     !BBI->getType()->isIntegerTy()) {
+    DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                 << "' - overdefined because inst def found.\n");
+    BBLV.markOverdefined();
+    return ODCacheUpdater.markResult(true);
+  }
+
+  // FIXME: We're currently limited to binops with a constant RHS.  This should
+  // be improved.
+  BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(BBI);
+  if (BO && !isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) { 
+    DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                 << "' - overdefined because inst def found.\n");
+
+    BBLV.markOverdefined();
+    return ODCacheUpdater.markResult(true);
+  }
+
+  return ODCacheUpdater.markResult(solveBlockValueConstantRange(BBLV, BBI, BB));
+}
+
+static bool InstructionDereferencesPointer(Instruction *I, Value *Ptr) {
+  if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+    return L->getPointerAddressSpace() == 0 &&
+        GetUnderlyingObject(L->getPointerOperand()) == Ptr;
+  }
+  if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
+    return S->getPointerAddressSpace() == 0 &&
+        GetUnderlyingObject(S->getPointerOperand()) == Ptr;
+  }
+  if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(I)) {
+    if (MI->isVolatile()) 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->getDestAddressSpace() == 0)
+      if (GetUnderlyingObject(MI->getRawDest()) == Ptr)
+        return true;
+    if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI))
+      if (MTI->getSourceAddressSpace() == 0)
+        if (GetUnderlyingObject(MTI->getRawSource()) == Ptr)
+          return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+bool LazyValueInfoCache::solveBlockValueNonLocal(LVILatticeVal &BBLV,
+                                                 Value *Val, BasicBlock *BB) {
+  LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
+
+  // If this is a pointer, and there's a load from that pointer in this BB,
+  // then we know that the pointer can't be NULL.
+  bool NotNull = false;
+  if (Val->getType()->isPointerTy()) {
+    if (isKnownNonNull(Val)) {
+      NotNull = true;
+    } else {
+      Value *UnderlyingVal = GetUnderlyingObject(Val);
+      // If 'GetUnderlyingObject' didn't converge, skip it. It won't converge
+      // inside InstructionDereferencesPointer either.
+      if (UnderlyingVal == GetUnderlyingObject(UnderlyingVal, nullptr, 1)) {
+        for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
+             BI != BE; ++BI) {
+          if (InstructionDereferencesPointer(BI, UnderlyingVal)) {
+            NotNull = true;
+            break;
+          }
+        }
       }
-      ++NumPreds;
     }
-    
-    // If this is the entry block, we must be asking about an argument.  The
-    // value is overdefined.
-    if (NumPreds == 0 && BB == &BB->getParent()->front()) {
-      assert(isa<Argument>(Val) && "Unknown live-in to the entry block");
+  }
+
+  // If this is the entry block, we must be asking about an argument.  The
+  // value is overdefined.
+  if (BB == &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
+    assert(isa<Argument>(Val) && "Unknown live-in to the entry block");
+    if (NotNull) {
+      PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
+      Result = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(PTy));
+    } else {
       Result.markOverdefined();
-      return Result;
     }
-    
-    // Return the merged value, which is more precise than 'overdefined'.
-    assert(!Result.isOverdefined());
-    return getCachedEntryForBlock(BB) = Result;
+    BBLV = Result;
+    return true;
   }
+
+  // Loop over all of our predecessors, merging what we know from them into
+  // result.
+  bool EdgesMissing = false;
+  for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
+    LVILatticeVal EdgeResult;
+    EdgesMissing |= !getEdgeValue(Val, *PI, BB, EdgeResult);
+    if (EdgesMissing)
+      continue;
+
+    Result.mergeIn(EdgeResult);
+
+    // 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");
+      // If we previously determined that this is a pointer that can't be null
+      // then return that rather than giving up entirely.
+      if (NotNull) {
+        PointerType *PTy = cast<PointerType>(Val->getType());
+        Result = LVILatticeVal::getNot(ConstantPointerNull::get(PTy));
+      }
+      
+      BBLV = Result;
+      return true;
+    }
+  }
+  if (EdgesMissing)
+    return false;
+
+  // Return the merged value, which is more precise than 'overdefined'.
+  assert(!Result.isOverdefined());
+  BBLV = Result;
+  return true;
+}
   
-  // If this value is defined by an instruction in this block, we have to
-  // process it here somehow or return overdefined.
-  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
-    (void)PN;
-    // TODO: PHI Translation in preds.
-  } else {
-    
+bool LazyValueInfoCache::solveBlockValuePHINode(LVILatticeVal &BBLV,
+                                                PHINode *PN, BasicBlock *BB) {
+  LVILatticeVal Result;  // Start Undefined.
+
+  // Loop over all of our predecessors, merging what we know from them into
+  // result.
+  bool EdgesMissing = false;
+  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+    BasicBlock *PhiBB = PN->getIncomingBlock(i);
+    Value *PhiVal = PN->getIncomingValue(i);
+    LVILatticeVal 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);
+
+    // 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;
+    }
+  }
+  if (EdgesMissing)
+    return false;
+
+  // Return the merged value, which is more precise than 'overdefined'.
+  assert(!Result.isOverdefined() && "Possible PHI in entry block?");
+  BBLV = Result;
+  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 &I : AT->assumptions(BBI->getParent()->getParent())) {
+    if (!isValidAssumeForContext(I, BBI, DL, 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);
+      }
+    }
+  }
+}
+
+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;
+  }
+
+  LVILatticeVal LHSVal = getBlockValue(BBI->getOperand(0), BB);
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(BBI->getOperand(0), LHSVal, BBI);
+  if (!LHSVal.isConstantRange()) {
+    BBLV.markOverdefined();
+    return true;
   }
   
-  DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
-               << "' - overdefined because inst def found.\n");
+  ConstantRange LHSRange = LHSVal.getConstantRange();
+  ConstantRange RHSRange(1);
+  IntegerType *ResultTy = cast<IntegerType>(BBI->getType());
+  if (isa<BinaryOperator>(BBI)) {
+    if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(BBI->getOperand(1))) {
+      RHSRange = ConstantRange(RHS->getValue());
+    } else {
+      BBLV.markOverdefined();
+      return true;
+    }
+  }
 
+  // NOTE: We're currently limited by the set of operations that ConstantRange
+  // can evaluate symbolically.  Enhancing that set will allows us to analyze
+  // more definitions.
   LVILatticeVal Result;
-  Result.markOverdefined();
-  return getCachedEntryForBlock(BB) = Result;
+  switch (BBI->getOpcode()) {
+  case Instruction::Add:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.add(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Sub:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.sub(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Mul:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.multiply(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::UDiv:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.udiv(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Shl:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.shl(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::LShr:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.lshr(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Trunc:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.truncate(ResultTy->getBitWidth()));
+    break;
+  case Instruction::SExt:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.signExtend(ResultTy->getBitWidth()));
+    break;
+  case Instruction::ZExt:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.zeroExtend(ResultTy->getBitWidth()));
+    break;
+  case Instruction::BitCast:
+    Result.markConstantRange(LHSRange);
+    break;
+  case Instruction::And:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.binaryAnd(RHSRange));
+    break;
+  case Instruction::Or:
+    Result.markConstantRange(LHSRange.binaryOr(RHSRange));
+    break;
+  
+  // Unhandled instructions are overdefined.
+  default:
+    DEBUG(dbgs() << " compute BB '" << BB->getName()
+                 << "' - overdefined because inst def found.\n");
+    Result.markOverdefined();
+    break;
+  }
+  
+  BBLV = Result;
+  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)));
 
-/// getEdgeValue - This method attempts to infer more complex 
-LVILatticeVal LVIQuery::getEdgeValue(BasicBlock *BBFrom, BasicBlock *BBTo) {
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
+    if (CI && (ICI->getOperand(0) == Val || NegOffset)) {
+      // Calculate the range of values that would satisfy the comparison.
+      ConstantRange CmpRange(CI->getValue());
+      ConstantRange TrueValues =
+        ConstantRange::makeICmpRegion(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;
+    }
+  }
+
+  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())) {
@@ -438,84 +891,146 @@ LVILatticeVal LVIQuery::getEdgeValue(BasicBlock *BBFrom, BasicBlock *BBTo) {
       
       // If V is the condition of the branch itself, then we know exactly what
       // it is.
-      if (BI->getCondition() == Val)
-        return LVILatticeVal::get(ConstantInt::get(
-                               Type::getInt1Ty(Val->getContext()), isTrueDest));
+      if (BI->getCondition() == Val) {
+        Result = LVILatticeVal::get(ConstantInt::get(
+                              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.
-      if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
-        if (ICI->isEquality() && ICI->getOperand(0) == Val &&
-            isa<Constant>(ICI->getOperand(1))) {
-          // We know that V has the RHS constant if this is a true SETEQ or
-          // false SETNE. 
-          if (isTrueDest == (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ))
-            return LVILatticeVal::get(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
-          return LVILatticeVal::getNot(cast<Constant>(ICI->getOperand(1)));
-        }
+      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 BBTo is the default destination of the switch, we don't know anything.
-    // Given a more powerful range analysis we could know stuff.
-    if (SI->getCondition() == Val && SI->getDefaultDest() != BBTo) {
-      // We only know something if there is exactly one value that goes from
-      // BBFrom to BBTo.
-      unsigned NumEdges = 0;
-      ConstantInt *EdgeVal = 0;
-      for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
-        if (SI->getSuccessor(i) != BBTo) continue;
-        if (NumEdges++) break;
-        EdgeVal = SI->getCaseValue(i);
-      }
-      assert(EdgeVal && "Missing successor?");
-      if (NumEdges == 1)
-        return LVILatticeVal::get(EdgeVal);
+    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->case_begin(), e = SI->case_end();
+         i != e; ++i) {
+      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);
     }
+    Result = LVILatticeVal::getRange(EdgesVals);
+    return true;
   }
-  
-  // Otherwise see if the value is known in the block.
-  return getBlockValue(BBFrom);
+  return false;
 }
 
+/// \brief Compute the value of Val on the edge BBFrom -> BBTo, or the value at
+/// the basic block if the edge does not constraint 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;
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//                         LazyValueInfoCache Impl
-//===----------------------------------------------------------------------===//
+    // 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)) {
+      BlockValueStack.push(std::make_pair(BBFrom, Val));
+      return false;
+    }
 
-LVILatticeVal LazyValueInfoCache::getValueInBlock(Value *V, BasicBlock *BB) {
-  // If already a constant, there is nothing to compute.
-  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(V))
-    return LVILatticeVal::get(VC);
-  
+    // 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)) {
+    BlockValueStack.push(std::make_pair(BBFrom, Val));
+    return false;
+  }
+
+  // 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");
   
-  LVILatticeVal Result = LVIQuery(V, ValueCache[V], 
-                                  OverDefinedCache).getBlockValue(BB);
-  
+  BlockValueStack.push(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;
+  mergeAssumeBlockValueConstantRange(V, Result, CxtI);
+
   DEBUG(dbgs() << "  Result = " << Result << "\n");
   return Result;
 }
 
 LVILatticeVal LazyValueInfoCache::
-getValueOnEdge(Value *V, BasicBlock *FromBB, BasicBlock *ToBB) {
-  // If already a constant, there is nothing to compute.
-  if (Constant *VC = dyn_cast<Constant>(V))
-    return LVILatticeVal::get(VC);
-  
+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 =
-    LVIQuery(V, ValueCache[V],
-             OverDefinedCache).getEdgeValue(FromBB, ToBB);
-  
+  LVILatticeVal Result;
+  if (!getEdgeValue(V, FromBB, ToBB, Result, CxtI)) {
+    solve();
+    bool WasFastQuery = getEdgeValue(V, FromBB, ToBB, Result, CxtI);
+    (void)WasFastQuery;
+    assert(WasFastQuery && "More work to do after problem solved?");
+  }
+
   DEBUG(dbgs() << "  Result = " << Result << "\n");
-  
   return Result;
 }
 
@@ -527,16 +1042,19 @@ void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
   // 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
+  // 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);
   
-  std::set<Value*> ClearSet = OverDefinedCache[OldSucc];
-  LVILatticeVal OverDef;
-  OverDef.markOverdefined();
+  DenseSet<Value*> ClearSet;
+  for (DenseSet<OverDefinedPairTy>::iterator I = OverDefinedCache.begin(),
+       E = OverDefinedCache.end(); I != E; ++I) {
+    if (I->first == OldSucc)
+      ClearSet.insert(I->second);
+  }
   
   // Use a worklist to perform a depth-first search of OldSucc's successors.
   // NOTE: We do not need a visited list since any blocks we have already
@@ -550,28 +1068,26 @@ void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
     if (ToUpdate == NewSucc) continue;
     
     bool changed = false;
-    std::set<Value*> &CurrentSet = OverDefinedCache[ToUpdate];
-    for (std::set<Value*>::iterator I = ClearSet.begin(),E = ClearSet.end();
+    for (DenseSet<Value*>::iterator I = ClearSet.begin(), E = ClearSet.end();
          I != E; ++I) {
       // If a value was marked overdefined in OldSucc, and is here too...
-      if (CurrentSet.count(*I)) {
-        // Remove it from the caches.
-        ValueCacheEntryTy &Entry = ValueCache[*I];
-        ValueCacheEntryTy::iterator CI =
-          std::lower_bound(Entry.begin(), Entry.end(),
-                           std::make_pair(ToUpdate, OverDef),
-                           BlockCacheEntryComparator());
-        assert(CI != Entry.end() && "Couldn't find entry to update?");
-        Entry.erase(CI);
-
-        CurrentSet.erase(*I);
-
-        // If we removed anything, then we potentially need to update 
-        // blocks successors too.
-        changed = true;
-      }
+      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 
+      // blocks successors too.
+      changed = true;
     }
-        
+
     if (!changed) continue;
     
     worklist.insert(worklist.end(), succ_begin(ToUpdate), succ_end(ToUpdate));
@@ -582,61 +1098,123 @@ void LazyValueInfoCache::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
 //                            LazyValueInfo Impl
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+/// getCache - This lazily constructs the LazyValueInfoCache.
+static LazyValueInfoCache &getCache(void *&PImpl,
+                                    AssumptionTracker *AT,
+                                    const DataLayout *DL = nullptr,
+                                    DominatorTree *DT = nullptr) {
+  if (!PImpl)
+    PImpl = new LazyValueInfoCache(AT, DL, DT);
+  return *static_cast<LazyValueInfoCache*>(PImpl);
+}
+
 bool LazyValueInfo::runOnFunction(Function &F) {
-  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
+  AT = &getAnalysis<AssumptionTracker>();
+
+  DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
+      getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
+  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
+
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
+
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
+
+  if (PImpl)
+    getCache(PImpl, AT, DL, DT).clear();
+
   // Fully lazy.
   return false;
 }
 
-/// getCache - This lazily constructs the LazyValueInfoCache.
-static LazyValueInfoCache &getCache(void *&PImpl) {
-  if (!PImpl)
-    PImpl = new LazyValueInfoCache();
-  return *static_cast<LazyValueInfoCache*>(PImpl);
+void LazyValueInfo::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<AssumptionTracker>();
+  AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 }
 
 void LazyValueInfo::releaseMemory() {
   // If the cache was allocated, free it.
   if (PImpl) {
-    delete &getCache(PImpl);
-    PImpl = 0;
+    delete &getCache(PImpl, AT);
+    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) {
+  LVILatticeVal Result =
+    getCache(PImpl, AT, DL, DT).getValueInBlock(V, BB, CxtI);
   
   if (Result.isConstant())
     return Result.getConstant();
-  return 0;
+  if (Result.isConstantRange()) {
+    ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
+    if (const APInt *SingleVal = CR.getSingleElement())
+      return ConstantInt::get(V->getContext(), *SingleVal);
+  }
+  return nullptr;
 }
 
 /// getConstantOnEdge - 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) {
+  LVILatticeVal Result =
+    getCache(PImpl, AT, DL, DT).getValueOnEdge(V, FromBB, ToBB, CxtI);
   
   if (Result.isConstant())
     return Result.getConstant();
-  return 0;
+  if (Result.isConstantRange()) {
+    ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
+    if (const APInt *SingleVal = CR.getSingleElement())
+      return ConstantInt::get(V->getContext(), *SingleVal);
+  }
+  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);
-    if (ConstantInt *ResCI = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(Res))
-      return ResCI->isZero() ? False : True;
-    return Unknown;
+    Res = ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, Result.getConstant(), C, DL,
+                                          TLI);
+    if (ConstantInt *ResCI = dyn_cast<ConstantInt>(Res))
+      return ResCI->isZero() ? LazyValueInfo::False : LazyValueInfo::True;
+    return LazyValueInfo::Unknown;
+  }
+  
+  if (Result.isConstantRange()) {
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C);
+    if (!CI) return LazyValueInfo::Unknown;
+    
+    ConstantRange CR = Result.getConstantRange();
+    if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ) {
+      if (!CR.contains(CI->getValue()))
+        return LazyValueInfo::False;
+      
+      if (CR.isSingleElement() && CR.contains(CI->getValue()))
+        return LazyValueInfo::True;
+    } else if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE) {
+      if (!CR.contains(CI->getValue()))
+        return LazyValueInfo::True;
+      
+      if (CR.isSingleElement() && CR.contains(CI->getValue()))
+        return LazyValueInfo::False;
+    }
+    
+    // Handle more complex predicates.
+    ConstantRange TrueValues =
+        ICmpInst::makeConstantRange((ICmpInst::Predicate)Pred, CI->getValue());
+    if (TrueValues.contains(CR))
+      return LazyValueInfo::True;
+    if (TrueValues.inverse().contains(CR))
+      return LazyValueInfo::False;
+    return LazyValueInfo::Unknown;
   }
   
   if (Result.isNotConstant()) {
@@ -645,23 +1223,51 @@ LazyValueInfo::getPredicateOnEdge(unsigned Pred, Value *V, Constant *C,
     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 Unknown;
+    return LazyValueInfo::Unknown;
   }
   
-  return Unknown;
+  return LazyValueInfo::Unknown;
+}
+
+/// 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,
+                                  Instruction *CxtI) {
+  LVILatticeVal Result =
+    getCache(PImpl, AT, 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) {
+  LVILatticeVal Result =
+    getCache(PImpl, AT, DL, DT).getValueAt(V, CxtI);
+
+  return getPredicateResult(Pred, C, Result, DL, TLI);
 }
 
 void LazyValueInfo::threadEdge(BasicBlock *PredBB, BasicBlock *OldSucc,
-                               BasicBlock* NewSucc) {
-  getCache(PImpl).threadEdge(PredBB, OldSucc, NewSucc);
+                               BasicBlock *NewSucc) {
+  if (PImpl) getCache(PImpl, AT, DL, DT).threadEdge(PredBB, OldSucc, NewSucc);
+}
+
+void LazyValueInfo::eraseBlock(BasicBlock *BB) {
+  if (PImpl) getCache(PImpl, AT, DL, DT).eraseBlock(BB);
 }