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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopUnswitch.cpp
index 2232ac754d56434737271f3daf03968f30567571..8d39a4dece31e4374d8727bb897376e6ca3a0441 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #define DEBUG_TYPE "loop-unswitch"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
+#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include <algorithm>
-#include <iostream>
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumBranches, "Number of branches unswitched");
+STATISTIC(NumSwitches, "Number of switches unswitched");
+STATISTIC(NumSelects , "Number of selects unswitched");
+STATISTIC(NumTrivial , "Number of unswitches that are trivial");
+STATISTIC(NumSimplify, "Number of simplifications of unswitched code");
+
 namespace {
-  Statistic<> NumBranches("loop-unswitch", "Number of branches unswitched");
-  Statistic<> NumSwitches("loop-unswitch", "Number of switches unswitched");
-  Statistic<> NumSelects ("loop-unswitch", "Number of selects unswitched");
-  Statistic<> NumTrivial ("loop-unswitch",
-                          "Number of unswitches that are trivial");
   cl::opt<unsigned>
   Threshold("loop-unswitch-threshold", cl::desc("Max loop size to unswitch"),
             cl::init(10), cl::Hidden);
   
-  class LoopUnswitch : public FunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN LoopUnswitch : public LoopPass {
     LoopInfo *LI;  // Loop information
+    LPPassManager *LPM;
+
+    // LoopProcessWorklist - Used to check if second loop needs processing
+    // after RewriteLoopBodyWithConditionConstant rewrites first loop.
+    std::vector<Loop*> LoopProcessWorklist;
+    SmallPtrSet<Value *,8> UnswitchedVals;
+    
+    bool OptimizeForSize;
+    bool redoLoop;
+
+    DominanceFrontier *DF;
+    DominatorTree *DT;
+    
+    /// LoopDF - Loop's dominance frontier. This set is a collection of 
+    /// loop exiting blocks' DF member blocks. However this does set does not
+    /// includes basic blocks that are inside loop.
+    SmallPtrSet<BasicBlock *, 8> LoopDF;
+
+    /// OrigLoopExitMap - This is used to map loop exiting block with 
+    /// corresponding loop exit block, before updating CFG.
+    DenseMap<BasicBlock *, BasicBlock *> OrigLoopExitMap;
   public:
-    virtual bool runOnFunction(Function &F);
-    bool visitLoop(Loop *L);
+    static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
+    explicit LoopUnswitch(bool Os = false) : 
+      LoopPass((intptr_t)&ID), OptimizeForSize(Os), redoLoop(false) {}
+
+    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+    bool processLoop(Loop *L);
 
     /// This transformation requires natural loop information & requires that
     /// loop preheaders be inserted into the CFG...
@@ -67,61 +98,159 @@ namespace {
       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
       AU.addRequired<LoopInfo>();
       AU.addPreserved<LoopInfo>();
+      AU.addRequiredID(LCSSAID);
+      AU.addPreservedID(LCSSAID);
+      AU.addPreserved<DominatorTree>();
+      AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
     }
 
   private:
+
+    /// RemoveLoopFromWorklist - If the specified loop is on the loop worklist,
+    /// remove it.
+    void RemoveLoopFromWorklist(Loop *L) {
+      std::vector<Loop*>::iterator I = std::find(LoopProcessWorklist.begin(),
+                                                 LoopProcessWorklist.end(), L);
+      if (I != LoopProcessWorklist.end())
+        LoopProcessWorklist.erase(I);
+    }
+
+    /// Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.  Update
+    /// the appropriate Phi nodes as we do so.
+    void SplitExitEdges(Loop *L, const SmallVector<BasicBlock *, 8> &ExitBlocks,
+                        SmallVector<BasicBlock *, 8> &MiddleBlocks);
+
+    /// If BB's dominance frontier  has a member that is not part of loop L then 
+    /// remove it. Add NewDFMember in BB's dominance frontier.
+    void ReplaceLoopExternalDFMember(Loop *L, BasicBlock *BB,
+                                     BasicBlock *NewDFMember);
+      
     bool UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val,Loop *L);
     unsigned getLoopUnswitchCost(Loop *L, Value *LIC);
-    void VersionLoop(Value *LIC, Constant *OnVal,
-                     Loop *L, Loop *&Out1, Loop *&Out2);
-    BasicBlock *SplitEdge(BasicBlock *From, BasicBlock *To);
-    BasicBlock *SplitBlock(BasicBlock *Old, Instruction *SplitPt);
-    void RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,Constant *Val,
-                                              bool isEqual);
     void UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond, Constant *Val,
-                                  bool EntersWhenTrue, BasicBlock *ExitBlock);
+                                  BasicBlock *ExitBlock);
+    void UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *OnVal, Loop *L);
+
+    void RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
+                                              Constant *Val, bool isEqual);
+
+    void EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
+                                        BasicBlock *TrueDest, 
+                                        BasicBlock *FalseDest,
+                                        Instruction *InsertPt);
+
+    void SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L);
+    void RemoveBlockIfDead(BasicBlock *BB,
+                           std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *l);
+    void RemoveLoopFromHierarchy(Loop *L);
   };
-  RegisterOpt<LoopUnswitch> X("loop-unswitch", "Unswitch loops");
+  char LoopUnswitch::ID = 0;
+  RegisterPass<LoopUnswitch> X("loop-unswitch", "Unswitch loops");
 }
 
-FunctionPass *llvm::createLoopUnswitchPass() { return new LoopUnswitch(); }
+LoopPass *llvm::createLoopUnswitchPass(bool Os) { 
+  return new LoopUnswitch(Os); 
+}
 
-bool LoopUnswitch::runOnFunction(Function &F) {
-  bool Changed = false;
+/// FindLIVLoopCondition - Cond is a condition that occurs in L.  If it is
+/// invariant in the loop, or has an invariant piece, return the invariant.
+/// Otherwise, return null.
+static Value *FindLIVLoopCondition(Value *Cond, Loop *L, bool &Changed) {
+  // Constants should be folded, not unswitched on!
+  if (isa<Constant>(Cond)) return false;
+
+  // TODO: Handle: br (VARIANT|INVARIANT).
+  // TODO: Hoist simple expressions out of loops.
+  if (L->isLoopInvariant(Cond)) return Cond;
+  
+  if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond))
+    if (BO->getOpcode() == Instruction::And ||
+        BO->getOpcode() == Instruction::Or) {
+      // If either the left or right side is invariant, we can unswitch on this,
+      // which will cause the branch to go away in one loop and the condition to
+      // simplify in the other one.
+      if (Value *LHS = FindLIVLoopCondition(BO->getOperand(0), L, Changed))
+        return LHS;
+      if (Value *RHS = FindLIVLoopCondition(BO->getOperand(1), L, Changed))
+        return RHS;
+    }
+  
+  return 0;
+}
+
+bool LoopUnswitch::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM_Ref) {
   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
+  LPM = &LPM_Ref;
+  DF = getAnalysisToUpdate<DominanceFrontier>();
+  DT = getAnalysisToUpdate<DominatorTree>();
 
-  // Transform all the top-level loops.  Copy the loop list so that the child
-  // can update the loop tree if it needs to delete the loop.
-  std::vector<Loop*> SubLoops(LI->begin(), LI->end());
-  for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
-    Changed |= visitLoop(SubLoops[i]);
+  bool Changed = false;
+
+  do {
+    redoLoop = false;
+    Changed |= processLoop(L);
+  } while(redoLoop);
 
   return Changed;
 }
 
+/// processLoop - Do actual work and unswitch loop if possible and profitable.
+bool LoopUnswitch::processLoop(Loop *L) {
+  assert(L->isLCSSAForm());
+  bool Changed = false;
 
-/// LoopValuesUsedOutsideLoop - Return true if there are any values defined in
-/// the loop that are used by instructions outside of it.
-static bool LoopValuesUsedOutsideLoop(Loop *L) {
-  // We will be doing lots of "loop contains block" queries.  Loop::contains is
-  // linear time, use a set to speed this up.
-  std::set<BasicBlock*> LoopBlocks;
-
-  for (Loop::block_iterator BB = L->block_begin(), E = L->block_end();
-       BB != E; ++BB)
-    LoopBlocks.insert(*BB);
-  
-  for (Loop::block_iterator BB = L->block_begin(), E = L->block_end();
-       BB != E; ++BB) {
-    for (BasicBlock::iterator I = (*BB)->begin(), E = (*BB)->end(); I != E; ++I)
-      for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;
-           ++UI) {
-        BasicBlock *UserBB = cast<Instruction>(*UI)->getParent();
-        if (!LoopBlocks.count(UserBB))
+  // Loop over all of the basic blocks in the loop.  If we find an interior
+  // block that is branching on a loop-invariant condition, we can unswitch this
+  // loop.
+  for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
+       I != E; ++I) {
+    TerminatorInst *TI = (*I)->getTerminator();
+    if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
+      // If this isn't branching on an invariant condition, we can't unswitch
+      // it.
+      if (BI->isConditional()) {
+        // See if this, or some part of it, is loop invariant.  If so, we can
+        // unswitch on it if we desire.
+        Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(BI->getCondition(), L, Changed);
+        if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond, ConstantInt::getTrue(),
+                                             L)) {
+          ++NumBranches;
           return true;
+        }
+      }      
+    } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
+      Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(), L, Changed);
+      if (LoopCond && SI->getNumCases() > 1) {
+        // Find a value to unswitch on:
+        // FIXME: this should chose the most expensive case!
+        Constant *UnswitchVal = SI->getCaseValue(1);
+        // Do not process same value again and again.
+        if (!UnswitchedVals.insert(UnswitchVal))
+          continue;
+
+        if (UnswitchIfProfitable(LoopCond, UnswitchVal, L)) {
+          ++NumSwitches;
+          return true;
+        }
+      }
+    }
+    
+    // Scan the instructions to check for unswitchable values.
+    for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin(), E = (*I)->end(); 
+         BBI != E; ++BBI)
+      if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(BBI)) {
+        Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(), L, Changed);
+        if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond, ConstantInt::getTrue(),
+                                             L)) {
+          ++NumSelects;
+          return true;
+        }
       }
   }
-  return false;
+  
+  assert(L->isLCSSAForm());
+  
+  return Changed;
 }
 
 /// isTrivialLoopExitBlock - Check to see if all paths from BB either:
@@ -134,20 +263,22 @@ static bool LoopValuesUsedOutsideLoop(Loop *L) {
 static bool isTrivialLoopExitBlockHelper(Loop *L, BasicBlock *BB,
                                          BasicBlock *&ExitBB,
                                          std::set<BasicBlock*> &Visited) {
-  BasicBlock *Header = L->getHeader();
+  if (!Visited.insert(BB).second) {
+    // Already visited and Ok, end of recursion.
+    return true;
+  } else if (!L->contains(BB)) {
+    // Otherwise, this is a loop exit, this is fine so long as this is the
+    // first exit.
+    if (ExitBB != 0) return false;
+    ExitBB = BB;
+    return true;
+  }
+  
+  // Otherwise, this is an unvisited intra-loop node.  Check all successors.
   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI) {
-    if (!Visited.insert(*SI).second) {
-      // Already visited and Ok, end of recursion.
-    } else if (L->contains(*SI)) {
-      // Check to see if the successor is a trivial loop exit.
-      if (!isTrivialLoopExitBlockHelper(L, *SI, ExitBB, Visited))
-        return false;
-    } else {
-      // Otherwise, this is a loop exit, this is fine so long as this is the
-      // first exit.
-      if (ExitBB != 0) return false;
-      ExitBB = *SI;
-    }
+    // Check to see if the successor is a trivial loop exit.
+    if (!isTrivialLoopExitBlockHelper(L, *SI, ExitBB, Visited))
+      return false;
   }
 
   // Okay, everything after this looks good, check to make sure that this block
@@ -159,10 +290,12 @@ static bool isTrivialLoopExitBlockHelper(Loop *L, BasicBlock *BB,
   return true;
 }
 
+/// isTrivialLoopExitBlock - Return true if the specified block unconditionally
+/// leads to an exit from the specified loop, and has no side-effects in the 
+/// process.  If so, return the block that is exited to, otherwise return null.
 static BasicBlock *isTrivialLoopExitBlock(Loop *L, BasicBlock *BB) {
   std::set<BasicBlock*> Visited;
   Visited.insert(L->getHeader());  // Branches to header are ok.
-  Visited.insert(BB);              // Don't revisit BB after we do.
   BasicBlock *ExitBB = 0;
   if (isTrivialLoopExitBlockHelper(L, BB, ExitBB, Visited))
     return ExitBB;
@@ -175,16 +308,17 @@ static BasicBlock *isTrivialLoopExitBlock(Loop *L, BasicBlock *BB) {
 /// code duplications (equivalently, it produces a simpler loop and a new empty
 /// loop, which gets deleted).
 ///
-/// If this is a trivial condition, return ConstantBool::True if the loop body
-/// runs when the condition is true, False if the loop body executes when the
-/// condition is false.  Otherwise, return null to indicate a complex condition.
-static bool IsTrivialUnswitchCondition(Loop *L, Value *Cond,
-                                       Constant **Val = 0,
-                                       bool *EntersWhenTrue = 0,
+/// If this is a trivial condition, return true, otherwise return false.  When
+/// returning true, this sets Cond and Val to the condition that controls the
+/// trivial condition: when Cond dynamically equals Val, the loop is known to
+/// exit.  Finally, this sets LoopExit to the BB that the loop exits to when
+/// Cond == Val.
+///
+static bool IsTrivialUnswitchCondition(Loop *L, Value *Cond, Constant **Val = 0,
                                        BasicBlock **LoopExit = 0) {
   BasicBlock *Header = L->getHeader();
   TerminatorInst *HeaderTerm = Header->getTerminator();
-
+  
   BasicBlock *LoopExitBB = 0;
   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(HeaderTerm)) {
     // If the header block doesn't end with a conditional branch on Cond, we
@@ -197,9 +331,9 @@ static bool IsTrivialUnswitchCondition(Loop *L, Value *Cond,
     // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes it to do
     // this.
     if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(L, BI->getSuccessor(0)))) {
-      if (Val) *Val = ConstantBool::False;
+      if (Val) *Val = ConstantInt::getTrue();
     } else if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(L, BI->getSuccessor(1)))) {
-      if (Val) *Val = ConstantBool::True;
+      if (Val) *Val = ConstantInt::getFalse();
     }
   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(HeaderTerm)) {
     // If this isn't a switch on Cond, we can't handle it.
@@ -213,12 +347,13 @@ static bool IsTrivialUnswitchCondition(Loop *L, Value *Cond,
       if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(L, SI->getSuccessor(i)))) {
         // Okay, we found a trivial case, remember the value that is trivial.
         if (Val) *Val = SI->getCaseValue(i);
-        if (EntersWhenTrue) *EntersWhenTrue = false;
         break;
       }
   }
 
-  if (!LoopExitBB)
+  // If we didn't find a single unique LoopExit block, or if the loop exit block
+  // contains phi nodes, this isn't trivial.
+  if (!LoopExitBB || isa<PHINode>(LoopExitBB->begin()))
     return false;   // Can't handle this.
   
   if (LoopExit) *LoopExit = LoopExitBB;
@@ -243,6 +378,12 @@ unsigned LoopUnswitch::getLoopUnswitchCost(Loop *L, Value *LIC) {
   if (IsTrivialUnswitchCondition(L, LIC))
     return 0;
   
+  // FIXME: This is really overly conservative.  However, more liberal 
+  // estimations have thus far resulted in excessive unswitching, which is bad
+  // both in compile time and in code size.  This should be replaced once
+  // someone figures out how a good estimation.
+  return L->getBlocks().size();
+  
   unsigned Cost = 0;
   // FIXME: this is brain dead.  It should take into consideration code
   // shrinkage.
@@ -261,221 +402,151 @@ unsigned LoopUnswitch::getLoopUnswitchCost(Loop *L, Value *LIC) {
   return Cost;
 }
 
-/// FindLIVLoopCondition - Cond is a condition that occurs in L.  If it is
-/// invariant in the loop, or has an invariant piece, return the invariant.
-/// Otherwise, return null.
-static Value *FindLIVLoopCondition(Value *Cond, Loop *L, bool &Changed) {
-  // Constants should be folded, not unswitched on!
-  if (isa<Constant>(Cond)) return false;
-  
-  // TODO: Handle: br (VARIANT|INVARIANT).
-  // TODO: Hoist simple expressions out of loops.
-  if (L->isLoopInvariant(Cond)) return Cond;
-  
-  if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond))
-    if (BO->getOpcode() == Instruction::And ||
-        BO->getOpcode() == Instruction::Or) {
-      // If either the left or right side is invariant, we can unswitch on this,
-      // which will cause the branch to go away in one loop and the condition to
-      // simplify in the other one.
-      if (Value *LHS = FindLIVLoopCondition(BO->getOperand(0), L, Changed))
-        return LHS;
-      if (Value *RHS = FindLIVLoopCondition(BO->getOperand(1), L, Changed))
-        return RHS;
-    }
-  
-  return 0;
-}
-
-bool LoopUnswitch::visitLoop(Loop *L) {
-  bool Changed = false;
-
-  // Recurse through all subloops before we process this loop.  Copy the loop
-  // list so that the child can update the loop tree if it needs to delete the
-  // loop.
-  std::vector<Loop*> SubLoops(L->begin(), L->end());
-  for (unsigned i = 0, e = SubLoops.size(); i != e; ++i)
-    Changed |= visitLoop(SubLoops[i]);
-
-  // Loop over all of the basic blocks in the loop.  If we find an interior
-  // block that is branching on a loop-invariant condition, we can unswitch this
-  // loop.
-  for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
-       I != E; ++I) {
-    TerminatorInst *TI = (*I)->getTerminator();
-    if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
-      // If this isn't branching on an invariant condition, we can't unswitch
-      // it.
-      if (BI->isConditional()) {
-        // See if this, or some part of it, is loop invariant.  If so, we can
-        // unswitch on it if we desire.
-        Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(BI->getCondition(), L, Changed);
-        if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond, ConstantBool::True, L)) {
-          ++NumBranches;
-          return true;
-        }
-      }      
-    } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
-      Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(), L, Changed);
-      if (LoopCond && SI->getNumCases() > 1) {
-        // Find a value to unswitch on:
-        // FIXME: this should chose the most expensive case!
-        Constant *UnswitchVal = SI->getCaseValue(1);
-        if (UnswitchIfProfitable(LoopCond, UnswitchVal, L)) {
-          ++NumSwitches;
-          return true;
-        }
-      }
-    }
-    
-    // Scan the instructions to check for unswitchable values.
-    for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin(), E = (*I)->end(); 
-         BBI != E; ++BBI)
-      if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(BBI)) {
-        Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(), L, Changed);
-        if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond, ConstantBool::True, L)) {
-          ++NumSelects;
-          return true;
-        }
-      }
-  }
-    
-  return Changed;
-}
-
 /// UnswitchIfProfitable - We have found that we can unswitch L when
 /// LoopCond == Val to simplify the loop.  If we decide that this is profitable,
 /// unswitch the loop, reprocess the pieces, then return true.
 bool LoopUnswitch::UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val,Loop *L){
   // Check to see if it would be profitable to unswitch this loop.
-  if (getLoopUnswitchCost(L, LoopCond) > Threshold) {
+  unsigned Cost = getLoopUnswitchCost(L, LoopCond);
+
+  // Do not do non-trivial unswitch while optimizing for size.
+  if (Cost && OptimizeForSize)
+    return false;
+
+  if (Cost > Threshold) {
     // FIXME: this should estimate growth by the amount of code shared by the
     // resultant unswitched loops.
     //
-    DEBUG(std::cerr << "NOT unswitching loop %"
-                    << L->getHeader()->getName() << ", cost too high: "
-                    << L->getBlocks().size() << "\n");
+    DOUT << "NOT unswitching loop %"
+         << L->getHeader()->getName() << ", cost too high: "
+         << L->getBlocks().size() << "\n";
     return false;
   }
-    
-  // If this loop has live-out values, we can't unswitch it. We need something
-  // like loop-closed SSA form in order to know how to insert PHI nodes for
-  // these values.
-  if (LoopValuesUsedOutsideLoop(L)) {
-    DEBUG(std::cerr << "NOT unswitching loop %" << L->getHeader()->getName()
-                    << ", a loop value is used outside loop!\n");
-    return false;
-  }
-      
-  //std::cerr << "BEFORE:\n"; LI->dump();
-  Loop *NewLoop1 = 0, *NewLoop2 = 0;
+  
   // If this is a trivial condition to unswitch (which results in no code
   // duplication), do it now.
   Constant *CondVal;
-  bool EntersWhenTrue = true;
   BasicBlock *ExitBlock;
-  if (IsTrivialUnswitchCondition(L, LoopCond, &CondVal,
-                                 &EntersWhenTrue, &ExitBlock)) {
-    UnswitchTrivialCondition(L, LoopCond, CondVal, EntersWhenTrue, ExitBlock);
-    NewLoop1 = L;
+  if (IsTrivialUnswitchCondition(L, LoopCond, &CondVal, &ExitBlock)) {
+    UnswitchTrivialCondition(L, LoopCond, CondVal, ExitBlock);
   } else {
-    VersionLoop(LoopCond, Val, L, NewLoop1, NewLoop2);
+    UnswitchNontrivialCondition(LoopCond, Val, L);
   }
-  
-  //std::cerr << "AFTER:\n"; LI->dump();
-  
-  // Try to unswitch each of our new loops now!
-  if (NewLoop1) visitLoop(NewLoop1);
-  if (NewLoop2) visitLoop(NewLoop2);
   return true;
 }
 
-/// SplitBlock - Split the specified block at the specified instruction - every
-/// thing before SplitPt stays in Old and everything starting with SplitPt moves
-/// to a new block.  The two blocks are joined by an unconditional branch and
-/// the loop info is updated.
-///
-BasicBlock *LoopUnswitch::SplitBlock(BasicBlock *Old, Instruction *SplitPt) {
-  while (isa<PHINode>(SplitPt))
-    ++SplitPt;
-  BasicBlock *New = Old->splitBasicBlock(SplitPt, Old->getName()+".split");
-
-  // The new block lives in whichever loop the old one did.
-  if (Loop *L = LI->getLoopFor(Old))
-    L->addBasicBlockToLoop(New, *LI);
-  
-  return New;
-}
-
-
-BasicBlock *LoopUnswitch::SplitEdge(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
-  TerminatorInst *LatchTerm = BB->getTerminator();
-  unsigned SuccNum = 0;
-  for (unsigned i = 0, e = LatchTerm->getNumSuccessors(); ; ++i) {
-    assert(i != e && "Didn't find edge?");
-    if (LatchTerm->getSuccessor(i) == Succ) {
-      SuccNum = i;
-      break;
-    }
-  }
-  
-  // If this is a critical edge, let SplitCriticalEdge do it.
-  if (SplitCriticalEdge(BB->getTerminator(), SuccNum, this))
-    return LatchTerm->getSuccessor(SuccNum);
-
-  // If the edge isn't critical, then BB has a single successor or Succ has a
-  // single pred.  Split the block.
-  BasicBlock::iterator SplitPoint;
-  if (BasicBlock *SP = Succ->getSinglePredecessor()) {
-    // If the successor only has a single pred, split the top of the successor
-    // block.
-    assert(SP == BB && "CFG broken");
-    return SplitBlock(Succ, Succ->begin());
-  } else {
-    // Otherwise, if BB has a single successor, split it at the bottom of the
-    // block.
-    assert(BB->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
-           "Should have a single succ!"); 
-    return SplitBlock(BB, BB->getTerminator());
-  }
-}
-  
-
-
 // RemapInstruction - Convert the instruction operands from referencing the
 // current values into those specified by ValueMap.
 //
 static inline void RemapInstruction(Instruction *I,
-                                    std::map<const Value *, Value*> &ValueMap) {
+                                    DenseMap<const Value *, Value*> &ValueMap) {
   for (unsigned op = 0, E = I->getNumOperands(); op != E; ++op) {
     Value *Op = I->getOperand(op);
-    std::map<const Value *, Value*>::iterator It = ValueMap.find(Op);
+    DenseMap<const Value *, Value*>::iterator It = ValueMap.find(Op);
     if (It != ValueMap.end()) Op = It->second;
     I->setOperand(op, Op);
   }
 }
 
+// CloneDomInfo - NewBB is cloned from Orig basic block. Now clone Dominator
+// Info.
+//
+// If Orig block's immediate dominator is mapped in VM then use corresponding
+// immediate dominator from the map. Otherwise Orig block's dominator is also
+// NewBB's dominator.
+//
+// OrigPreheader is loop pre-header before this pass started
+// updating CFG. NewPrehader is loops new pre-header. However, after CFG
+// manipulation, loop L may not exist. So rely on input parameter NewPreheader.
+void CloneDomInfo(BasicBlock *NewBB, BasicBlock *Orig, 
+                  BasicBlock *NewPreheader, BasicBlock *OrigPreheader, 
+                  BasicBlock *OrigHeader,
+                  DominatorTree *DT, DominanceFrontier *DF,
+                  DenseMap<const Value*, Value*> &VM) {
+
+  // If NewBB alreay has found its place in domiantor tree then no need to do
+  // anything.
+  if (DT->getNode(NewBB))
+    return;
+
+  // If Orig does not have any immediate domiantor then its clone, NewBB, does 
+  // not need any immediate dominator.
+  DomTreeNode *OrigNode = DT->getNode(Orig);
+  if (!OrigNode)
+    return;
+  DomTreeNode *OrigIDomNode = OrigNode->getIDom();
+  if (!OrigIDomNode)
+    return;
+
+  BasicBlock *OrigIDom = NULL; 
+
+  // If Orig is original loop header then its immediate dominator is
+  // NewPreheader.
+  if (Orig == OrigHeader)
+    OrigIDom = NewPreheader;
+
+  // If Orig is new pre-header then its immediate dominator is
+  // original pre-header.
+  else if (Orig == NewPreheader)
+    OrigIDom = OrigPreheader;
+
+  // Other as DT to find Orig's immediate dominator.
+  else
+     OrigIDom = OrigIDomNode->getBlock();
+
+  // Initially use Orig's immediate dominator as NewBB's immediate dominator.
+  BasicBlock *NewIDom = OrigIDom;
+  DenseMap<const Value*, Value*>::iterator I = VM.find(OrigIDom);
+  if (I != VM.end()) {
+    NewIDom = cast<BasicBlock>(I->second);
+    
+    // If NewIDom does not have corresponding dominatore tree node then
+    // get one.
+    if (!DT->getNode(NewIDom))
+      CloneDomInfo(NewIDom, OrigIDom, NewPreheader, OrigPreheader, 
+                   OrigHeader, DT, DF, VM);
+  }
+  
+  DT->addNewBlock(NewBB, NewIDom);
+  
+  // Copy cloned dominance frontiner set
+  DominanceFrontier::DomSetType NewDFSet;
+  if (DF) {
+    DominanceFrontier::iterator DFI = DF->find(Orig);
+    if ( DFI != DF->end()) {
+      DominanceFrontier::DomSetType S = DFI->second;
+      for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator I = S.begin(), E = S.end();
+           I != E; ++I) {
+        BasicBlock *BB = *I;
+        DenseMap<const Value*, Value*>::iterator IDM = VM.find(BB);
+        if (IDM != VM.end())
+          NewDFSet.insert(cast<BasicBlock>(IDM->second));
+        else
+          NewDFSet.insert(BB);
+      }
+    }
+    DF->addBasicBlock(NewBB, NewDFSet);
+  }
+}
+
 /// CloneLoop - Recursively clone the specified loop and all of its children,
 /// mapping the blocks with the specified map.
-static Loop *CloneLoop(Loop *L, Loop *PL, std::map<const Value*, Value*> &VM,
-                       LoopInfo *LI) {
+static Loop *CloneLoop(Loop *L, Loop *PL, DenseMap<const Value*, Value*> &VM,
+                       LoopInfo *LI, LPPassManager *LPM) {
   Loop *New = new Loop();
 
-  if (PL)
-    PL->addChildLoop(New);
-  else
-    LI->addTopLevelLoop(New);
+  LPM->insertLoop(New, PL);
 
   // Add all of the blocks in L to the new loop.
   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
        I != E; ++I)
     if (LI->getLoopFor(*I) == L)
-      New->addBasicBlockToLoop(cast<BasicBlock>(VM[*I]), *LI);
+      New->addBasicBlockToLoop(cast<BasicBlock>(VM[*I]), LI->getBase());
 
   // Add all of the subloops to the new loop.
   for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
-    CloneLoop(*I, New, VM, LI);
+    CloneLoop(*I, New, VM, LI, LPM);
 
   return New;
 }
@@ -483,22 +554,22 @@ static Loop *CloneLoop(Loop *L, Loop *PL, std::map<const Value*, Value*> &VM,
 /// EmitPreheaderBranchOnCondition - Emit a conditional branch on two values
 /// if LIC == Val, branch to TrueDst, otherwise branch to FalseDest.  Insert the
 /// code immediately before InsertPt.
-static void EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
-                                           BasicBlock *TrueDest,
-                                           BasicBlock *FalseDest,
-                                           Instruction *InsertPt) {
+void LoopUnswitch::EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
+                                                  BasicBlock *TrueDest,
+                                                  BasicBlock *FalseDest,
+                                                  Instruction *InsertPt) {
   // Insert a conditional branch on LIC to the two preheaders.  The original
   // code is the true version and the new code is the false version.
   Value *BranchVal = LIC;
-  if (!isa<ConstantBool>(Val)) {
-    BranchVal = BinaryOperator::createSetEQ(LIC, Val, "tmp", InsertPt);
-  } else if (Val != ConstantBool::True) {
+  if (!isa<ConstantInt>(Val) || Val->getType() != Type::Int1Ty)
+    BranchVal = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, LIC, Val, "tmp", InsertPt);
+  else if (Val != ConstantInt::getTrue())
     // We want to enter the new loop when the condition is true.
     std::swap(TrueDest, FalseDest);
-  }
 
   // Insert the new branch.
   new BranchInst(TrueDest, FalseDest, BranchVal, InsertPt);
+
 }
 
 
@@ -508,19 +579,18 @@ static void EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
 /// side-effects), unswitch it.  This doesn't involve any code duplication, just
 /// moving the conditional branch outside of the loop and updating loop info.
 void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond, 
-                                            Constant *Val, bool EntersWhenTrue,
+                                            Constant *Val, 
                                             BasicBlock *ExitBlock) {
-  DEBUG(std::cerr << "loop-unswitch: Trivial-Unswitch loop %"
-        << L->getHeader()->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
-        << " blocks] in Function " << L->getHeader()->getParent()->getName()
-        << " on cond: " << *Val << (EntersWhenTrue ? " == " : " != ") << 
-        *Cond << "\n");
+  DOUT << "loop-unswitch: Trivial-Unswitch loop %"
+       << L->getHeader()->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
+       << " blocks] in Function " << L->getHeader()->getParent()->getName()
+       << " on cond: " << *Val << " == " << *Cond << "\n";
   
   // First step, split the preheader, so that we know that there is a safe place
   // to insert the conditional branch.  We will change 'OrigPH' to have a
   // conditional branch on Cond.
   BasicBlock *OrigPH = L->getLoopPreheader();
-  BasicBlock *NewPH = SplitEdge(OrigPH, L->getHeader());
+  BasicBlock *NewPH = SplitEdge(OrigPH, L->getHeader(), this);
 
   // Now that we have a place to insert the conditional branch, create a place
   // to branch to: this is the exit block out of the loop that we should
@@ -531,37 +601,128 @@ void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond,
   // without actually branching to it (the exit block should be dominated by the
   // loop header, not the preheader).
   assert(!L->contains(ExitBlock) && "Exit block is in the loop?");
-  BasicBlock *NewExit = SplitBlock(ExitBlock, ExitBlock->begin());
+  BasicBlock *NewExit = SplitBlock(ExitBlock, ExitBlock->begin(), this);
     
   // Okay, now we have a position to branch from and a position to branch to, 
   // insert the new conditional branch.
-  {
-    BasicBlock *TrueDest = NewPH, *FalseDest = NewExit;
-    if (!EntersWhenTrue) std::swap(TrueDest, FalseDest);
-    EmitPreheaderBranchOnCondition(Cond, Val, TrueDest, FalseDest, 
-                                   OrigPH->getTerminator());
-  }
+  EmitPreheaderBranchOnCondition(Cond, Val, NewExit, NewPH, 
+                                 OrigPH->getTerminator());
+  LPM->deleteSimpleAnalysisValue(OrigPH->getTerminator(), L);
   OrigPH->getTerminator()->eraseFromParent();
 
+  // We need to reprocess this loop, it could be unswitched again.
+  redoLoop = true;
+  
   // Now that we know that the loop is never entered when this condition is a
   // particular value, rewrite the loop with this info.  We know that this will
   // at least eliminate the old branch.
-  RewriteLoopBodyWithConditionConstant(L, Cond, Val, EntersWhenTrue);
+  RewriteLoopBodyWithConditionConstant(L, Cond, Val, false);
   ++NumTrivial;
 }
 
+/// ReplaceLoopExternalDFMember -
+/// If BB's dominance frontier  has a member that is not part of loop L then 
+/// remove it. Add NewDFMember in BB's dominance frontier.
+void LoopUnswitch::ReplaceLoopExternalDFMember(Loop *L, BasicBlock *BB,
+                                               BasicBlock *NewDFMember) {
+  
+  DominanceFrontier::iterator DFI = DF->find(BB);
+  if (DFI == DF->end())
+    return;
+  
+  DominanceFrontier::DomSetType &DFSet = DFI->second;
+  for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator DI = DFSet.begin(),
+         DE = DFSet.end(); DI != DE;) {
+    BasicBlock *B = *DI++;
+    if (L->contains(B))
+      continue;
+
+    DF->removeFromFrontier(DFI, B);
+    LoopDF.insert(B);
+  }
+
+  DF->addToFrontier(DFI, NewDFMember);
+}
+
+/// SplitExitEdges -
+/// Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.  Update
+/// the appropriate Phi nodes as we do so.
+void LoopUnswitch::SplitExitEdges(Loop *L, const SmallVector<BasicBlock *, 8> &ExitBlocks,
+                                  SmallVector<BasicBlock *, 8> &MiddleBlocks) {
+
+  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
+    BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[i];
+    std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(ExitBlock), pred_end(ExitBlock));
 
-/// VersionLoop - We determined that the loop is profitable to unswitch when LIC
-/// equal Val.  Split it into loop versions and test the condition outside of
-/// either loop.  Return the loops created as Out1/Out2.
-void LoopUnswitch::VersionLoop(Value *LIC, Constant *Val, Loop *L,
-                               Loop *&Out1, Loop *&Out2) {
+    for (unsigned j = 0, e = Preds.size(); j != e; ++j) {
+      BasicBlock* MiddleBlock = SplitEdge(Preds[j], ExitBlock, this);
+      MiddleBlocks.push_back(MiddleBlock);
+      BasicBlock* StartBlock = Preds[j];
+      BasicBlock* EndBlock;
+      if (MiddleBlock->getSinglePredecessor() == ExitBlock) {
+        EndBlock = MiddleBlock;
+        MiddleBlock = EndBlock->getSinglePredecessor();;
+      } else {
+        EndBlock = ExitBlock;
+      }
+      
+      OrigLoopExitMap[StartBlock] = EndBlock;
+
+      std::set<PHINode*> InsertedPHIs;
+      PHINode* OldLCSSA = 0;
+      for (BasicBlock::iterator I = EndBlock->begin();
+           (OldLCSSA = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
+        Value* OldValue = OldLCSSA->getIncomingValueForBlock(MiddleBlock);
+        PHINode* NewLCSSA = new PHINode(OldLCSSA->getType(),
+                                        OldLCSSA->getName() + ".us-lcssa",
+                                        MiddleBlock->getTerminator());
+        NewLCSSA->addIncoming(OldValue, StartBlock);
+        OldLCSSA->setIncomingValue(OldLCSSA->getBasicBlockIndex(MiddleBlock),
+                                   NewLCSSA);
+        InsertedPHIs.insert(NewLCSSA);
+      }
+
+      BasicBlock::iterator InsertPt = EndBlock->begin();
+      while (dyn_cast<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
+      for (BasicBlock::iterator I = MiddleBlock->begin();
+         (OldLCSSA = dyn_cast<PHINode>(I)) && InsertedPHIs.count(OldLCSSA) == 0;
+         ++I) {
+        PHINode *NewLCSSA = new PHINode(OldLCSSA->getType(),
+                                        OldLCSSA->getName() + ".us-lcssa",
+                                        InsertPt);
+        OldLCSSA->replaceAllUsesWith(NewLCSSA);
+        NewLCSSA->addIncoming(OldLCSSA, MiddleBlock);
+      }
+
+      if (DF && DT) {
+        // StartBlock -- > MiddleBlock -- > EndBlock
+        // StartBlock is loop exiting block. EndBlock will become merge point 
+        // of two loop exits after loop unswitch.
+        
+        // If StartBlock's DF member includes a block that is not loop member 
+        // then replace that DF member with EndBlock.
+
+        // If MiddleBlock's DF member includes a block that is not loop member
+        // tnen replace that DF member with EndBlock.
+
+        ReplaceLoopExternalDFMember(L, StartBlock, EndBlock);
+        ReplaceLoopExternalDFMember(L, MiddleBlock, EndBlock);
+      }
+    }    
+  }
+
+}
+
+/// UnswitchNontrivialCondition - We determined that the loop is profitable 
+/// to unswitch when LIC equal Val.  Split it into loop versions and test the 
+/// condition outside of either loop.  Return the loops created as Out1/Out2.
+void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val, 
+                                               Loop *L) {
   Function *F = L->getHeader()->getParent();
-  
-  DEBUG(std::cerr << "loop-unswitch: Unswitching loop %"
-                  << L->getHeader()->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
-                  << " blocks] in Function " << F->getName()
-                  << " when '" << *Val << "' == " << *LIC << "\n");
+  DOUT << "loop-unswitch: Unswitching loop %"
+       << L->getHeader()->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
+       << " blocks] in Function " << F->getName()
+       << " when '" << *Val << "' == " << *LIC << "\n";
 
   // LoopBlocks contains all of the basic blocks of the loop, including the
   // preheader of the loop, the body of the loop, and the exit blocks of the 
@@ -570,39 +731,26 @@ void LoopUnswitch::VersionLoop(Value *LIC, Constant *Val, Loop *L,
 
   // First step, split the preheader and exit blocks, and add these blocks to
   // the LoopBlocks list.
+  BasicBlock *OrigHeader = L->getHeader();
   BasicBlock *OrigPreheader = L->getLoopPreheader();
-  LoopBlocks.push_back(SplitEdge(OrigPreheader, L->getHeader()));
+  BasicBlock *NewPreheader = SplitEdge(OrigPreheader, L->getHeader(), this);
+  LoopBlocks.push_back(NewPreheader);
 
   // We want the loop to come after the preheader, but before the exit blocks.
   LoopBlocks.insert(LoopBlocks.end(), L->block_begin(), L->block_end());
 
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
-  L->getExitBlocks(ExitBlocks);
-  std::sort(ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end());
-  ExitBlocks.erase(std::unique(ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end()),
-                   ExitBlocks.end());
-  
-  // Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.  This
-  // unswitching trivial: no phi nodes to update.
-  unsigned NumBlocks = L->getBlocks().size();
-  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
-    BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[i];
-    std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(ExitBlock), pred_end(ExitBlock));
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+  L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+
+  // Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.  Update
+  // the appropriate Phi nodes as we do so.
+  SmallVector<BasicBlock *,8> MiddleBlocks;
+  SplitExitEdges(L, ExitBlocks, MiddleBlocks);
 
-    for (unsigned j = 0, e = Preds.size(); j != e; ++j) {
-      assert(L->contains(Preds[j]) &&
-             "All preds of loop exit blocks must be the same loop!");
-      SplitEdge(Preds[j], ExitBlock);
-    }
-  }
-  
   // The exit blocks may have been changed due to edge splitting, recompute.
   ExitBlocks.clear();
-  L->getExitBlocks(ExitBlocks);
-  std::sort(ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end());
-  ExitBlocks.erase(std::unique(ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end()),
-                   ExitBlocks.end());
-  
+  L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+
   // Add exit blocks to the loop blocks.
   LoopBlocks.insert(LoopBlocks.end(), ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end());
 
@@ -611,11 +759,27 @@ void LoopUnswitch::VersionLoop(Value *LIC, Constant *Val, Loop *L,
   // the instructions and blocks.
   std::vector<BasicBlock*> NewBlocks;
   NewBlocks.reserve(LoopBlocks.size());
-  std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
+  DenseMap<const Value*, Value*> ValueMap;
   for (unsigned i = 0, e = LoopBlocks.size(); i != e; ++i) {
     BasicBlock *New = CloneBasicBlock(LoopBlocks[i], ValueMap, ".us", F);
     NewBlocks.push_back(New);
     ValueMap[LoopBlocks[i]] = New;  // Keep the BB mapping.
+    LPM->cloneBasicBlockSimpleAnalysis(LoopBlocks[i], New, L);
+  }
+
+  // OutSiders are basic block that are dominated by original header and
+  // at the same time they are not part of loop.
+  SmallPtrSet<BasicBlock *, 8> OutSiders;
+  if (DT) {
+    DomTreeNode *OrigHeaderNode = DT->getNode(OrigHeader);
+    for(std::vector<DomTreeNode*>::iterator DI = OrigHeaderNode->begin(), 
+          DE = OrigHeaderNode->end();  DI != DE; ++DI) {
+      BasicBlock *B = (*DI)->getBlock();
+
+      DenseMap<const Value*, Value*>::iterator VI = ValueMap.find(B);
+      if (VI == ValueMap.end()) 
+        OutSiders.insert(B);
+    }
   }
 
   // Splice the newly inserted blocks into the function right before the
@@ -624,18 +788,19 @@ void LoopUnswitch::VersionLoop(Value *LIC, Constant *Val, Loop *L,
                                 NewBlocks[0], F->end());
 
   // Now we create the new Loop object for the versioned loop.
-  Loop *NewLoop = CloneLoop(L, L->getParentLoop(), ValueMap, LI);
+  Loop *NewLoop = CloneLoop(L, L->getParentLoop(), ValueMap, LI, LPM);
   Loop *ParentLoop = L->getParentLoop();
   if (ParentLoop) {
     // Make sure to add the cloned preheader and exit blocks to the parent loop
     // as well.
-    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(NewBlocks[0], *LI);
+    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(NewBlocks[0], LI->getBase());
   }
   
   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
     BasicBlock *NewExit = cast<BasicBlock>(ValueMap[ExitBlocks[i]]);
-    if (ParentLoop)
-      ParentLoop->addBasicBlockToLoop(cast<BasicBlock>(NewExit), *LI);
+    // The new exit block should be in the same loop as the old one.
+    if (Loop *ExitBBLoop = LI->getLoopFor(ExitBlocks[i]))
+      ExitBBLoop->addBasicBlockToLoop(NewExit, LI->getBase());
     
     assert(NewExit->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
            "Exit block should have been split to have one successor!");
@@ -647,7 +812,7 @@ void LoopUnswitch::VersionLoop(Value *LIC, Constant *Val, Loop *L,
     for (BasicBlock::iterator I = ExitSucc->begin();
          (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
       Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(ExitBlocks[i]);
-      std::map<const Value *, Value*>::iterator It = ValueMap.find(V);
+      DenseMap<const Value *, Value*>::iterator It = ValueMap.find(V);
       if (It != ValueMap.end()) V = It->second;
       PN->addIncoming(V, NewExit);
     }
@@ -666,16 +831,261 @@ void LoopUnswitch::VersionLoop(Value *LIC, Constant *Val, Loop *L,
 
   // Emit the new branch that selects between the two versions of this loop.
   EmitPreheaderBranchOnCondition(LIC, Val, NewBlocks[0], LoopBlocks[0], OldBR);
+  LPM->deleteSimpleAnalysisValue(OldBR, L);
   OldBR->eraseFromParent();
 
+  // Update dominator info
+  if (DF && DT) {
+
+    SmallVector<BasicBlock *,4> ExitingBlocks;
+    L->getExitingBlocks(ExitingBlocks);
+
+    // Clone dominator info for all cloned basic block.
+    for (unsigned i = 0, e = LoopBlocks.size(); i != e; ++i) {
+      BasicBlock *LBB = LoopBlocks[i];
+      BasicBlock *NBB = NewBlocks[i];
+      CloneDomInfo(NBB, LBB, NewPreheader, OrigPreheader, 
+                   OrigHeader, DT, DF, ValueMap);
+
+      //   If LBB's dominance frontier includes DFMember 
+      //      such that DFMember is also a member of LoopDF then
+      //         - Remove DFMember from LBB's dominance frontier
+      //         - Copy loop exiting blocks', that are dominated by BB, dominance frontier
+      //           member in BB's dominance frontier
+
+      DominanceFrontier::iterator LBBI = DF->find(LBB);
+      DominanceFrontier::iterator NBBI = DF->find(NBB);
+      if (LBBI == DF->end())
+        continue;
+
+      DominanceFrontier::DomSetType &LBSet = LBBI->second;
+      for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator LI = LBSet.begin(),
+             LE = LBSet.end(); LI != LE; /* NULL */) {
+        BasicBlock *B = *LI++;
+        if (B == LBB && B == L->getHeader())
+          continue;
+        bool removeB = false;
+        if (!LoopDF.count(B))
+          continue;
+        
+        // If LBB dominates loop exits then insert loop exit block's DF
+        // into B's DF.
+        for(SmallVector<BasicBlock *, 4>::iterator LExitI = ExitingBlocks.begin(),
+              LExitE = ExitingBlocks.end(); LExitI != LExitE; ++LExitI) {
+          BasicBlock *E = *LExitI;
+          
+          if (!DT->dominates(LBB,E))
+            continue;
+          
+          DenseMap<BasicBlock *, BasicBlock *>::iterator DFBI = 
+            OrigLoopExitMap.find(E);
+          if (DFBI == OrigLoopExitMap.end()) 
+            continue;
+          
+          BasicBlock *DFB = DFBI->second;
+          DF->addToFrontier(LBBI, DFB);
+          DF->addToFrontier(NBBI, DFB);
+          removeB = true;
+        }
+        
+        // If B's replacement is inserted in DF then now is the time to remove B.
+        if (removeB) {
+          DF->removeFromFrontier(LBBI, B);
+          if (L->contains(B))
+            DF->removeFromFrontier(NBBI, cast<BasicBlock>(ValueMap[B]));
+          else
+            DF->removeFromFrontier(NBBI, B);
+        }
+      }
+
+    }
+
+    // MiddleBlocks are dominated by original pre header. SplitEdge updated
+    // MiddleBlocks' dominance frontier appropriately.
+    for (unsigned i = 0, e = MiddleBlocks.size(); i != e; ++i) {
+      BasicBlock *MBB = MiddleBlocks[i];
+      if (!MBB->getSinglePredecessor())
+        DT->changeImmediateDominator(MBB, OrigPreheader);
+    }
+
+    // All Outsiders are now dominated by original pre header.
+    for (SmallPtrSet<BasicBlock *, 8>::iterator OI = OutSiders.begin(),
+           OE = OutSiders.end(); OI != OE; ++OI) {
+      BasicBlock *OB = *OI;
+      DT->changeImmediateDominator(OB, OrigPreheader);
+    }
+
+    // New loop headers are dominated by original preheader
+    DT->changeImmediateDominator(NewBlocks[0], OrigPreheader);
+    DT->changeImmediateDominator(LoopBlocks[0], OrigPreheader);
+  }
+
+  LoopProcessWorklist.push_back(NewLoop);
+  redoLoop = true;
+
   // Now we rewrite the original code to know that the condition is true and the
   // new code to know that the condition is false.
-  RewriteLoopBodyWithConditionConstant(L, LIC, Val, false);
-  RewriteLoopBodyWithConditionConstant(NewLoop, LIC, Val, true);
-  Out1 = L;
-  Out2 = NewLoop;
+  RewriteLoopBodyWithConditionConstant(L      , LIC, Val, false);
+  
+  // It's possible that simplifying one loop could cause the other to be
+  // deleted.  If so, don't simplify it.
+  if (!LoopProcessWorklist.empty() && LoopProcessWorklist.back() == NewLoop)
+    RewriteLoopBodyWithConditionConstant(NewLoop, LIC, Val, true);
 }
 
+/// RemoveFromWorklist - Remove all instances of I from the worklist vector
+/// specified.
+static void RemoveFromWorklist(Instruction *I, 
+                               std::vector<Instruction*> &Worklist) {
+  std::vector<Instruction*>::iterator WI = std::find(Worklist.begin(),
+                                                     Worklist.end(), I);
+  while (WI != Worklist.end()) {
+    unsigned Offset = WI-Worklist.begin();
+    Worklist.erase(WI);
+    WI = std::find(Worklist.begin()+Offset, Worklist.end(), I);
+  }
+}
+
+/// ReplaceUsesOfWith - When we find that I really equals V, remove I from the
+/// program, replacing all uses with V and update the worklist.
+static void ReplaceUsesOfWith(Instruction *I, Value *V, 
+                              std::vector<Instruction*> &Worklist,
+                              Loop *L, LPPassManager *LPM) {
+  DOUT << "Replace with '" << *V << "': " << *I;
+
+  // Add uses to the worklist, which may be dead now.
+  for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+    if (Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
+      Worklist.push_back(Use);
+
+  // Add users to the worklist which may be simplified now.
+  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
+       UI != E; ++UI)
+    Worklist.push_back(cast<Instruction>(*UI));
+  LPM->deleteSimpleAnalysisValue(I, L);
+  RemoveFromWorklist(I, Worklist);
+  I->replaceAllUsesWith(V);
+  I->eraseFromParent();
+  ++NumSimplify;
+}
+
+/// RemoveBlockIfDead - If the specified block is dead, remove it, update loop
+/// information, and remove any dead successors it has.
+///
+void LoopUnswitch::RemoveBlockIfDead(BasicBlock *BB,
+                                     std::vector<Instruction*> &Worklist,
+                                     Loop *L) {
+  if (pred_begin(BB) != pred_end(BB)) {
+    // This block isn't dead, since an edge to BB was just removed, see if there
+    // are any easy simplifications we can do now.
+    if (BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor()) {
+      // If it has one pred, fold phi nodes in BB.
+      while (isa<PHINode>(BB->begin()))
+        ReplaceUsesOfWith(BB->begin(), 
+                          cast<PHINode>(BB->begin())->getIncomingValue(0), 
+                          Worklist, L, LPM);
+      
+      // If this is the header of a loop and the only pred is the latch, we now
+      // have an unreachable loop.
+      if (Loop *L = LI->getLoopFor(BB))
+        if (L->getHeader() == BB && L->contains(Pred)) {
+          // Remove the branch from the latch to the header block, this makes
+          // the header dead, which will make the latch dead (because the header
+          // dominates the latch).
+          LPM->deleteSimpleAnalysisValue(Pred->getTerminator(), L);
+          Pred->getTerminator()->eraseFromParent();
+          new UnreachableInst(Pred);
+          
+          // The loop is now broken, remove it from LI.
+          RemoveLoopFromHierarchy(L);
+          
+          // Reprocess the header, which now IS dead.
+          RemoveBlockIfDead(BB, Worklist, L);
+          return;
+        }
+      
+      // If pred ends in a uncond branch, add uncond branch to worklist so that
+      // the two blocks will get merged.
+      if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator()))
+        if (BI->isUnconditional())
+          Worklist.push_back(BI);
+    }
+    return;
+  }
+
+  DOUT << "Nuking dead block: " << *BB;
+  
+  // Remove the instructions in the basic block from the worklist.
+  for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
+    RemoveFromWorklist(I, Worklist);
+    
+    // Anything that uses the instructions in this basic block should have their
+    // uses replaced with undefs.
+    if (!I->use_empty())
+      I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
+  }
+  
+  // If this is the edge to the header block for a loop, remove the loop and
+  // promote all subloops.
+  if (Loop *BBLoop = LI->getLoopFor(BB)) {
+    if (BBLoop->getLoopLatch() == BB)
+      RemoveLoopFromHierarchy(BBLoop);
+  }
+
+  // Remove the block from the loop info, which removes it from any loops it
+  // was in.
+  LI->removeBlock(BB);
+  
+  
+  // Remove phi node entries in successors for this block.
+  TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
+  std::vector<BasicBlock*> Succs;
+  for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
+    Succs.push_back(TI->getSuccessor(i));
+    TI->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB);
+  }
+  
+  // Unique the successors, remove anything with multiple uses.
+  std::sort(Succs.begin(), Succs.end());
+  Succs.erase(std::unique(Succs.begin(), Succs.end()), Succs.end());
+  
+  // Remove the basic block, including all of the instructions contained in it.
+  LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BB, L);  
+  BB->eraseFromParent();
+  // Remove successor blocks here that are not dead, so that we know we only
+  // have dead blocks in this list.  Nondead blocks have a way of becoming dead,
+  // then getting removed before we revisit them, which is badness.
+  //
+  for (unsigned i = 0; i != Succs.size(); ++i)
+    if (pred_begin(Succs[i]) != pred_end(Succs[i])) {
+      // One exception is loop headers.  If this block was the preheader for a
+      // loop, then we DO want to visit the loop so the loop gets deleted.
+      // We know that if the successor is a loop header, that this loop had to
+      // be the preheader: the case where this was the latch block was handled
+      // above and headers can only have two predecessors.
+      if (!LI->isLoopHeader(Succs[i])) {
+        Succs.erase(Succs.begin()+i);
+        --i;
+      }
+    }
+  
+  for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i)
+    RemoveBlockIfDead(Succs[i], Worklist, L);
+}
+
+/// RemoveLoopFromHierarchy - We have discovered that the specified loop has
+/// become unwrapped, either because the backedge was deleted, or because the
+/// edge into the header was removed.  If the edge into the header from the
+/// latch block was removed, the loop is unwrapped but subloops are still alive,
+/// so they just reparent loops.  If the loops are actually dead, they will be
+/// removed later.
+void LoopUnswitch::RemoveLoopFromHierarchy(Loop *L) {
+  LPM->deleteLoopFromQueue(L);
+  RemoveLoopFromWorklist(L);
+}
+
+
+
 // RewriteLoopBodyWithConditionConstant - We know either that the value LIC has
 // the value specified by Val in the specified loop, or we know it does NOT have
 // that value.  Rewrite any uses of LIC or of properties correlated to it.
@@ -690,40 +1100,207 @@ void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
   //      ...
   //    if (li1 > li2)
   //      ...
-
-  // NotVal - If Val is a bool, this contains its inverse.
-  Constant *NotVal = 0;
-  if (ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(Val))
-    NotVal = ConstantBool::get(!CB->getValue());
   
   // FOLD boolean conditions (X|LIC), (X&LIC).  Fold conditional branches,
   // selects, switches.
   std::vector<User*> Users(LIC->use_begin(), LIC->use_end());
-  
-  // Haha, this loop could be unswitched.  Get it? The unswitch pass could
-  // unswitch itself. Amazing.
-  for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i)
-    if (Instruction *U = cast<Instruction>(Users[i]))
-      if (L->contains(U->getParent()))
-        if (IsEqual) {
-          U->replaceUsesOfWith(LIC, Val);
-        } else if (NotVal) {
-          U->replaceUsesOfWith(LIC, NotVal);
-        } else {
-          // If we know that LIC is not Val, use this info to simplify code.
-          if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(U)) {
-            for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i) {
-              if (SI->getCaseValue(i) == Val) {
-                // Found a dead case value.  Don't remove PHI nodes in the 
-                // successor if they become single-entry, those PHI nodes may
-                // be in the Users list.
-                SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(SI->getParent(), true);
-                SI->removeCase(i);
-                break;
+  std::vector<Instruction*> Worklist;
+
+  // If we know that LIC == Val, or that LIC == NotVal, just replace uses of LIC
+  // in the loop with the appropriate one directly.
+  if (IsEqual || (isa<ConstantInt>(Val) && Val->getType() == Type::Int1Ty)) {
+    Value *Replacement;
+    if (IsEqual)
+      Replacement = Val;
+    else
+      Replacement = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
+                                     !cast<ConstantInt>(Val)->getZExtValue());
+    
+    for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i)
+      if (Instruction *U = cast<Instruction>(Users[i])) {
+        if (!L->contains(U->getParent()))
+          continue;
+        U->replaceUsesOfWith(LIC, Replacement);
+        Worklist.push_back(U);
+      }
+  } else {
+    // Otherwise, we don't know the precise value of LIC, but we do know that it
+    // is certainly NOT "Val".  As such, simplify any uses in the loop that we
+    // can.  This case occurs when we unswitch switch statements.
+    for (unsigned i = 0, e = Users.size(); i != e; ++i)
+      if (Instruction *U = cast<Instruction>(Users[i])) {
+        if (!L->contains(U->getParent()))
+          continue;
+
+        Worklist.push_back(U);
+
+        // If we know that LIC is not Val, use this info to simplify code.
+        if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(U)) {
+          for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i) {
+            if (SI->getCaseValue(i) == Val) {
+              // Found a dead case value.  Don't remove PHI nodes in the 
+              // successor if they become single-entry, those PHI nodes may
+              // be in the Users list.
+              
+              // FIXME: This is a hack.  We need to keep the successor around
+              // and hooked up so as to preserve the loop structure, because
+              // trying to update it is complicated.  So instead we preserve the
+              // loop structure and put the block on an dead code path.
+              
+              BasicBlock* Old = SI->getParent();
+              BasicBlock* Split = SplitBlock(Old, SI, this);
+              
+              Instruction* OldTerm = Old->getTerminator();
+              new BranchInst(Split, SI->getSuccessor(i),
+                             ConstantInt::getTrue(), OldTerm);
+
+              LPM->deleteSimpleAnalysisValue(Old->getTerminator(), L);                
+              Old->getTerminator()->eraseFromParent();
+              
+              PHINode *PN;
+              for (BasicBlock::iterator II = SI->getSuccessor(i)->begin();
+                   (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
+                Value *InVal = PN->removeIncomingValue(Split, false);
+                PN->addIncoming(InVal, Old);
               }
+
+              SI->removeCase(i);
+              break;
             }
           }
+        }
+        
+        // TODO: We could do other simplifications, for example, turning 
+        // LIC == Val -> false.
+      }
+  }
+  
+  SimplifyCode(Worklist, L);
+}
 
-          // TODO: We could simplify stuff like X == C.
+/// SimplifyCode - Okay, now that we have simplified some instructions in the 
+/// loop, walk over it and constant prop, dce, and fold control flow where
+/// possible.  Note that this is effectively a very simple loop-structure-aware
+/// optimizer.  During processing of this loop, L could very well be deleted, so
+/// it must not be used.
+///
+/// FIXME: When the loop optimizer is more mature, separate this out to a new
+/// pass.
+///
+void LoopUnswitch::SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L) {
+  while (!Worklist.empty()) {
+    Instruction *I = Worklist.back();
+    Worklist.pop_back();
+    
+    // Simple constant folding.
+    if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I)) {
+      ReplaceUsesOfWith(I, C, Worklist, L, LPM);
+      continue;
+    }
+    
+    // Simple DCE.
+    if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
+      DOUT << "Remove dead instruction '" << *I;
+      
+      // Add uses to the worklist, which may be dead now.
+      for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        if (Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
+          Worklist.push_back(Use);
+      LPM->deleteSimpleAnalysisValue(I, L);
+      RemoveFromWorklist(I, Worklist);
+      I->eraseFromParent();
+      ++NumSimplify;
+      continue;
+    }
+    
+    // Special case hacks that appear commonly in unswitched code.
+    switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::Select:
+      if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(0))) {
+        ReplaceUsesOfWith(I, I->getOperand(!CB->getZExtValue()+1), Worklist, L,
+                          LPM);
+        continue;
+      }
+      break;
+    case Instruction::And:
+      if (isa<ConstantInt>(I->getOperand(0)) && 
+          I->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)   // constant -> RHS
+        cast<BinaryOperator>(I)->swapOperands();
+      if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) 
+        if (CB->getType() == Type::Int1Ty) {
+          if (CB->isOne())      // X & 1 -> X
+            ReplaceUsesOfWith(I, I->getOperand(0), Worklist, L, LPM);
+          else                  // X & 0 -> 0
+            ReplaceUsesOfWith(I, I->getOperand(1), Worklist, L, LPM);
+          continue;
         }
+      break;
+    case Instruction::Or:
+      if (isa<ConstantInt>(I->getOperand(0)) &&
+          I->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)   // constant -> RHS
+        cast<BinaryOperator>(I)->swapOperands();
+      if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
+        if (CB->getType() == Type::Int1Ty) {
+          if (CB->isOne())   // X | 1 -> 1
+            ReplaceUsesOfWith(I, I->getOperand(1), Worklist, L, LPM);
+          else                  // X | 0 -> X
+            ReplaceUsesOfWith(I, I->getOperand(0), Worklist, L, LPM);
+          continue;
+        }
+      break;
+    case Instruction::Br: {
+      BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
+      if (BI->isUnconditional()) {
+        // If BI's parent is the only pred of the successor, fold the two blocks
+        // together.
+        BasicBlock *Pred = BI->getParent();
+        BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(0);
+        BasicBlock *SinglePred = Succ->getSinglePredecessor();
+        if (!SinglePred) continue;  // Nothing to do.
+        assert(SinglePred == Pred && "CFG broken");
+
+        DOUT << "Merging blocks: " << Pred->getName() << " <- " 
+             << Succ->getName() << "\n";
+        
+        // Resolve any single entry PHI nodes in Succ.
+        while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Succ->begin()))
+          ReplaceUsesOfWith(PN, PN->getIncomingValue(0), Worklist, L, LPM);
+        
+        // Move all of the successor contents from Succ to Pred.
+        Pred->getInstList().splice(BI, Succ->getInstList(), Succ->begin(),
+                                   Succ->end());
+        LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BI, L);
+        BI->eraseFromParent();
+        RemoveFromWorklist(BI, Worklist);
+        
+        // If Succ has any successors with PHI nodes, update them to have
+        // entries coming from Pred instead of Succ.
+        Succ->replaceAllUsesWith(Pred);
+        
+        // Remove Succ from the loop tree.
+        LI->removeBlock(Succ);
+        LPM->deleteSimpleAnalysisValue(Succ, L);
+        Succ->eraseFromParent();
+        ++NumSimplify;
+      } else if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())){
+        // Conditional branch.  Turn it into an unconditional branch, then
+        // remove dead blocks.
+        break;  // FIXME: Enable.
+
+        DOUT << "Folded branch: " << *BI;
+        BasicBlock *DeadSucc = BI->getSuccessor(CB->getZExtValue());
+        BasicBlock *LiveSucc = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
+        DeadSucc->removePredecessor(BI->getParent(), true);
+        Worklist.push_back(new BranchInst(LiveSucc, BI));
+        LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BI, L);
+        BI->eraseFromParent();
+        RemoveFromWorklist(BI, Worklist);
+        ++NumSimplify;
+
+        RemoveBlockIfDead(DeadSucc, Worklist, L);
+      }
+      break;
+    }
+    }
+  }
 }