Remove comparison methods for MVT. The main cause
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
44 #include "llvm/Target/TargetData.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
47 #include "llvm/Support/CallSite.h"
48 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
51 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
52 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
53 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
55 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
57 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
58 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
59 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
60 #include <algorithm>
61 #include <climits>
62 #include <sstream>
63 using namespace llvm;
64 using namespace llvm::PatternMatch;
65
66 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
67 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
68 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
69 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
70 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
71
72 namespace {
73   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
74     : public FunctionPass,
75       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
76     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
77     std::vector<Instruction*> Worklist;
78     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
79     TargetData *TD;
80     bool MustPreserveLCSSA;
81   public:
82     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
83     InstCombiner() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
84
85     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
86     /// isn't already in it.
87     void AddToWorkList(Instruction *I) {
88       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
89         Worklist.push_back(I);
90     }
91     
92     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
93     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
94       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
95       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
96       
97       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
98       Worklist[It->second] = 0;
99       
100       WorklistMap.erase(It);
101     }
102     
103     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
104       Instruction *I = Worklist.back();
105       Worklist.pop_back();
106       WorklistMap.erase(I);
107       return I;
108     }
109
110     
111     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
112     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
113     /// now.
114     ///
115     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
116       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
117            UI != UE; ++UI)
118         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
119     }
120
121     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
122     /// the work lists because they might get more simplified now.
123     ///
124     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
125       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
126         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
127           AddToWorkList(Op);
128     }
129     
130     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
131     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
132     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
133     ///
134     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
135     ///
136     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
137       Value *R = I.getOperand(op);
138       
139       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
140         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
141           AddToWorkList(Op);
142           // Set the operand to undef to drop the use.
143           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
144         }
145       
146       return R;
147     }
148
149   public:
150     virtual bool runOnFunction(Function &F);
151     
152     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
153
154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
155       AU.addRequired<TargetData>();
156       AU.addPreservedID(LCSSAID);
157       AU.setPreservesCFG();
158     }
159
160     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
161
162     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
163     // instruction types.  The semantics are as follows:
164     // Return Value:
165     //    null        - No change was made
166     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
167     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
168     //
169     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
174     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
175     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
178     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
184     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
185     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
186     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
187     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
188     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
189     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
190                                       Constant *RHSC);
191     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
192     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
193     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
194     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
195                                                 Instruction *LHS,
196                                                 ConstantInt *RHS);
197     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
198                                 ConstantInt *DivRHS);
199
200     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
201                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
202     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
203                                      BinaryOperator &I);
204     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
205     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
206     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
207     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
208     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
209     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
210     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
211     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
212     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
213     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
214     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
215     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
216     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
217     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
218     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
219     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
220                                 Instruction *FI);
221     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
222     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
223     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
224     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
225     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
226     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
227     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
228     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
229     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
230     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
231     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
232     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
233     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
234     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
235
236     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
237     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
238
239   private:
240     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
241     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
242     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
243     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
244                                    bool DoXform = true);
245     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
246
247   public:
248     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
249     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
250     //
251     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
252       assert(New && New->getParent() == 0 &&
253              "New instruction already inserted into a basic block!");
254       BasicBlock *BB = Old.getParent();
255       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
256       AddToWorkList(New);
257       return New;
258     }
259
260     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
261     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
262     /// cast.
263     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
264                             Instruction &Pos) {
265       if (V->getType() == Ty) return V;
266
267       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
268         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
269       
270       Instruction *C = CastInst::Create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
271       AddToWorkList(C);
272       return C;
273     }
274         
275     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
276       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
277     }
278
279
280     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
281     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
282     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
283     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
284     // modified.
285     //
286     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
287       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
288       if (&I != V) {
289         I.replaceAllUsesWith(V);
290         return &I;
291       } else {
292         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
293         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
294         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
295         return &I;
296       }
297     }
298
299     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
300     // found to be replacable with another preexisting expression or was
301     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
302     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
303     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
304     //
305     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
306       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
307       if (Old != New)
308         Old->replaceAllUsesWith(New);
309       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
310         AddToWorkList(I);
311       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
312         AddToWorkList(I);
313       return true;
314     }
315     
316     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
317     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
318     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
319     // this function.
320     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
321       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
322       AddUsesToWorkList(I);
323       RemoveFromWorkList(&I);
324       I.eraseFromParent();
325       return 0;  // Don't do anything with FI
326     }
327         
328     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
329                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
330       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
331     }
332     
333     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
334                            unsigned Depth = 0) const {
335       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
336     }
337     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
338       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
339     }
340
341   private:
342     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
343     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
344     /// casts that are known to not do anything...
345     ///
346     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
347                                    Value *V, const Type *DestTy,
348                                    Instruction *InsertBefore);
349
350     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
351     /// commutative operators.
352     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
353
354     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
355     /// most-complex to least-complex order.
356     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
357
358     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
359     /// on the demanded bits.
360     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
361                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
362                               unsigned Depth = 0);
363
364     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
365                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
366       
367     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
368     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
369     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
370     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
371
372     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
373     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
374     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
375     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
376     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
377     
378     
379     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
380                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
381     
382     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
383                               bool isSub, Instruction &I);
384     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
385                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
386     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
387     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
388     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
389     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
390     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
391
392
393     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
394
395     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
396                                     unsigned CastOpc,
397                                     int &NumCastsRemoved);
398     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
399                                         unsigned PrefAlign = 0);
400   };
401 }
402
403 char InstCombiner::ID = 0;
404 static RegisterPass<InstCombiner>
405 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
406
407 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
408 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
409 static unsigned getComplexity(Value *V) {
410   if (isa<Instruction>(V)) {
411     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
412       return 3;
413     return 4;
414   }
415   if (isa<Argument>(V)) return 3;
416   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
417 }
418
419 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
420 // it.
421 static bool isOnlyUse(Value *V) {
422   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
423 }
424
425 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
426 // though a va_arg area...
427 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
428   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
429     if (ITy->getBitWidth() < 32)
430       return Type::Int32Ty;
431   }
432   return Ty;
433 }
434
435 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
436 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
437 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
438   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
439     return I->getOperand(0);
440   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
441     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
442       return CE->getOperand(0);
443   return 0;
444 }
445
446 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
447 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
448 static Instruction::CastOps 
449 isEliminableCastPair(
450   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
451   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
452   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
453   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
454 ) {
455   
456   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
457   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
458
459   // Get the opcodes of the two Cast instructions
460   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
461   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
462
463   return Instruction::CastOps(
464       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
465                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
466 }
467
468 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
469 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
470 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
471 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
472                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
473   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
474   
475   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
476   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
477     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
478       return false;
479   return true;
480 }
481
482 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
483 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
484 /// casts that are known to not do anything...
485 ///
486 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
487                                              Value *V, const Type *DestTy,
488                                              Instruction *InsertBefore) {
489   if (V->getType() == DestTy) return V;
490   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
491     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
492   
493   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
494 }
495
496 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
497 // operators:
498 //
499 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
500 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
501 //     binary operators.
502 //
503 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
504 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
505 //
506 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
507   bool Changed = false;
508   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
509     Changed = !I.swapOperands();
510
511   if (!I.isAssociative()) return Changed;
512   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
513   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
514     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
515       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
516         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
517                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
518                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
519         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
520         I.setOperand(1, Folded);
521         return true;
522       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
523         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
524             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
525           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
526           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
527
528           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
529           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
530           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
531                                                     Op1->getOperand(0),
532                                                     Op1->getName(), &I);
533           AddToWorkList(New);
534           I.setOperand(0, New);
535           I.setOperand(1, Folded);
536           return true;
537         }
538     }
539   return Changed;
540 }
541
542 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
543 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
544 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
545 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
546   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
547     return false;
548   I.swapOperands();
549   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
550   return true;
551 }
552
553 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
554 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
555 //
556 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
557   if (BinaryOperator::isNeg(V))
558     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
559
560   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
561   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
562     return ConstantExpr::getNeg(C);
563
564   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
565     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
566       return ConstantExpr::getNeg(C);
567
568   return 0;
569 }
570
571 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
572   if (BinaryOperator::isNot(V))
573     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
574
575   // Constants can be considered to be not'ed values...
576   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
577     return ConstantInt::get(~C->getValue());
578   return 0;
579 }
580
581 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
582 // other computations (because it has a constant operand), return the
583 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
584 // Otherwise, return null.
585 //
586 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
587   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
588     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
589       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
590         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
591           return I->getOperand(0);
592       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
593         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
594           // The multiplier is really 1 << CST.
595           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
596           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
597           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
598           return I->getOperand(0);
599         }
600     }
601   return 0;
602 }
603
604 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
605 /// expression, return it.
606 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
607   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
608   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
609     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
610       return cast<User>(V);
611   return false;
612 }
613
614 /// getOpcode - If this is an Instruction or a ConstantExpr, return the
615 /// opcode value. Otherwise return UserOp1.
616 static unsigned getOpcode(const Value *V) {
617   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
618     return I->getOpcode();
619   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
620     return CE->getOpcode();
621   // Use UserOp1 to mean there's no opcode.
622   return Instruction::UserOp1;
623 }
624
625 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
626 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
627   APInt Val(C->getValue());
628   return ConstantInt::get(++Val);
629 }
630 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
631 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
632   APInt Val(C->getValue());
633   return ConstantInt::get(--Val);
634 }
635 /// Add - Add two ConstantInts together
636 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
637   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
638 }
639 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
640 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
641   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
642 }
643 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
644 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
645   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
646 }
647 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
648 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
649   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
650 }
651 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
652 /// this size.
653 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
654   uint32_t W = C1->getBitWidth();
655   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
656   if (sign) {
657     LHSExt.sext(W * 2);
658     RHSExt.sext(W * 2);
659   } else {
660     LHSExt.zext(W * 2);
661     RHSExt.zext(W * 2);
662   }
663
664   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
665
666   if (sign) {
667     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
668     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
669     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
670   } else 
671     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
672 }
673
674
675 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
676 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
677 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
678 /// constant and return true.
679 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
680                                    APInt Demanded) {
681   assert(I && "No instruction?");
682   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
683
684   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
685   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
686   if (!OpC) return false;
687
688   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
689   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
690   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
691     return false;
692
693   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
694   Demanded &= OpC->getValue();
695   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
696   return true;
697 }
698
699 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
700 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
701 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
702 // min/max.
703 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
704                                                    const APInt& KnownZero,
705                                                    const APInt& KnownOne,
706                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
707   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
708   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
709          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
710          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
711          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
712   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
713
714   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
715   // bit if it is unknown.
716   Min = KnownOne;
717   Max = KnownOne|UnknownBits;
718   
719   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
720     Min.set(BitWidth-1);
721     Max.clear(BitWidth-1);
722   }
723 }
724
725 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
726 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
727 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
728 // min/max.
729 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
730                                                      const APInt &KnownZero,
731                                                      const APInt &KnownOne,
732                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
733   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
734   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
735          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
736          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
737          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
738   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
739   
740   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
741   Min = KnownOne;
742   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
743   Max = KnownOne|UnknownBits;
744 }
745
746 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
747 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
748 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
749 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
750 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
751 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
752 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
753 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
754 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
755 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
756 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
757 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
758 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
759 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
760 /// and KnownOne must all be the same.
761 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
762                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
763                                         unsigned Depth) {
764   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
765   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
766   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
767   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
768   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
769          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
770          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
771          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
772           must have same BitWidth");
773   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
774     // We know all of the bits for a constant!
775     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
776     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
777     return false;
778   }
779   
780   KnownZero.clear(); 
781   KnownOne.clear();
782   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
783     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
784       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
785       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
786       return false;
787     }
788     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
789     // just set the DemandedMask to all bits.
790     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
791   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
792     if (V != UndefValue::get(VTy))
793       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
794     return false;
795   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
796     return false;
797   }
798   
799   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
800   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
801
802   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
803   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
804   switch (I->getOpcode()) {
805   default:
806     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
807     break;
808   case Instruction::And:
809     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
810     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
811                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
812       return true;
813     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
814            "Bits known to be one AND zero?"); 
815
816     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
817     // LHS.
818     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
819                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
820       return true;
821     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
822            "Bits known to be one AND zero?"); 
823
824     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
825     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
826     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
827         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
828       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
829     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
830         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
831       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
832     
833     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
834     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
835       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
836       
837     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
838     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
839       return UpdateValueUsesWith(I, I);
840       
841     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
842     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
843     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
844     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
845     break;
846   case Instruction::Or:
847     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
848     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
849                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
850       return true;
851     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
852            "Bits known to be one AND zero?"); 
853     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
854     // LHS.
855     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
856                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
857       return true;
858     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
859            "Bits known to be one AND zero?"); 
860     
861     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
862     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
863     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
864         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
865       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
866     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
867         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
868       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
869
870     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
871     // the other side, just use the 'other' side.
872     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
873         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
874       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
875     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
876         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
877       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
878         
879     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
880     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
881       return UpdateValueUsesWith(I, I);
882           
883     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
884     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
885     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
886     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
887     break;
888   case Instruction::Xor: {
889     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
890                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
891       return true;
892     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
893            "Bits known to be one AND zero?"); 
894     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
895                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
896       return true;
897     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
898            "Bits known to be one AND zero?"); 
899     
900     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
901     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
902     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
903       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
904     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
905       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
906     
907     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
908     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
909                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
910     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
911     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
912                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
913     
914     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
915     // other, turn this into an *inclusive* or.
916     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
917     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
918       Instruction *Or =
919         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
920                                  I->getName());
921       InsertNewInstBefore(Or, *I);
922       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
923     }
924     
925     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
926     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
927     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
928     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
929     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
930       // all known
931       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
932         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
933         Instruction *And = 
934           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
935         InsertNewInstBefore(And, *I);
936         return UpdateValueUsesWith(I, And);
937       }
938     }
939     
940     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
941     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
942     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
943       return UpdateValueUsesWith(I, I);
944     
945     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
946     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
947     break;
948   }
949   case Instruction::Select:
950     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
951                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
952       return true;
953     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
954                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
955       return true;
956     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
957            "Bits known to be one AND zero?"); 
958     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
959            "Bits known to be one AND zero?"); 
960     
961     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
962     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
963       return UpdateValueUsesWith(I, I);
964     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
965       return UpdateValueUsesWith(I, I);
966     
967     // Only known if known in both the LHS and RHS.
968     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
969     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
970     break;
971   case Instruction::Trunc: {
972     uint32_t truncBf = 
973       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
974     DemandedMask.zext(truncBf);
975     RHSKnownZero.zext(truncBf);
976     RHSKnownOne.zext(truncBf);
977     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
978                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
979       return true;
980     DemandedMask.trunc(BitWidth);
981     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
982     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
983     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
984            "Bits known to be one AND zero?"); 
985     break;
986   }
987   case Instruction::BitCast:
988     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
989       return false;
990       
991     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
992                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
993       return true;
994     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
995            "Bits known to be one AND zero?"); 
996     break;
997   case Instruction::ZExt: {
998     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
999     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1000     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1001     
1002     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1003     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1004     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1005     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1006                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1007       return true;
1008     DemandedMask.zext(BitWidth);
1009     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1010     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1011     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1012            "Bits known to be one AND zero?"); 
1013     // The top bits are known to be zero.
1014     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1015     break;
1016   }
1017   case Instruction::SExt: {
1018     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1019     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1020     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1021     
1022     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1023                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1024
1025     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1026     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1027     // bit is demanded.
1028     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1029       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1030       
1031     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1032     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1033     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1034     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1035                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1036       return true;
1037     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1038     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1039     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1040     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1041            "Bits known to be one AND zero?"); 
1042       
1043     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1044     // top bits of the result.
1045
1046     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1047     // convert this into a zero extension.
1048     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1049     {
1050       // Convert to ZExt cast
1051       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1052       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1053     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1054       RHSKnownOne |= NewBits;
1055     }
1056     break;
1057   }
1058   case Instruction::Add: {
1059     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1060     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1061     // either.
1062     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1063       
1064     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1065     // we can do.
1066     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1067       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1068       // won't work if the RHS is zero.
1069       if (RHS->isZero())
1070         break;
1071       
1072       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1073       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1074       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1075
1076       // Find information about known zero/one bits in the input.
1077       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1078                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1079         return true;
1080
1081       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1082       // the constant.
1083       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1084         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1085       
1086       // Avoid excess work.
1087       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1088         break;
1089       
1090       // Turn it into OR if input bits are zero.
1091       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1092         Instruction *Or =
1093           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1094                                    I->getName());
1095         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1096         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1097       }
1098       
1099       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1100       // depending on potential carries from the input constant and the
1101       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1102       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1103       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1104       
1105       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1106       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1107       // this scan.
1108       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1109       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1110       
1111       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1112       
1113       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1114       // other, and there is no input carry.
1115       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1116                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1117       
1118       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1119       // is no input carry.
1120       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1121     } else {
1122       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1123       // the high bits of its LHS or RHS.
1124       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1125         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1126         // significant bit and all those below it.
1127         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1128         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1129                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1130           return true;
1131         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1132                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1133           return true;
1134       }
1135     }
1136     break;
1137   }
1138   case Instruction::Sub:
1139     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1140     // the high bits of its LHS or RHS.
1141     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1142       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1143       // significant bit and all those below it.
1144       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1145       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1146       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1147                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1148         return true;
1149       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1150                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1151         return true;
1152     }
1153     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1154     // the known zeros and ones.
1155     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1156     break;
1157   case Instruction::Shl:
1158     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1159       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1160       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1161       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1162                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1163         return true;
1164       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1165              "Bits known to be one AND zero?"); 
1166       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1167       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1168       // low bits known zero.
1169       if (ShiftAmt)
1170         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1171     }
1172     break;
1173   case Instruction::LShr:
1174     // For a logical shift right
1175     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1176       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1177       
1178       // Unsigned shift right.
1179       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1180       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1181                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1182         return true;
1183       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1184              "Bits known to be one AND zero?"); 
1185       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1186       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1187       if (ShiftAmt) {
1188         // Compute the new bits that are at the top now.
1189         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1190         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1191       }
1192     }
1193     break;
1194   case Instruction::AShr:
1195     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1196     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1197     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1198     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1199     if (DemandedMask == 1) {
1200       // Perform the logical shift right.
1201       Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1202                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1203       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1204       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1205     }    
1206
1207     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1208     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1209     if (DemandedMask.isSignBit())
1210       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1211     
1212     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1213       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1214       
1215       // Signed shift right.
1216       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1217       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1218       // demanded.
1219       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1220         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1221       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1222                                DemandedMaskIn,
1223                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1224         return true;
1225       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1226              "Bits known to be one AND zero?"); 
1227       // Compute the new bits that are at the top now.
1228       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1229       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1230       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1231         
1232       // Handle the sign bits.
1233       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1234       // Adjust to where it is now in the mask.
1235       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1236         
1237       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1238       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1239       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1240           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1241         // Perform the logical shift right.
1242         Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1243                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1244         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1245         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1246       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1247         RHSKnownOne |= HighBits;
1248       }
1249     }
1250     break;
1251   case Instruction::SRem:
1252     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1253       APInt RA = Rem->getValue();
1254       if (RA.isPowerOf2() || (-RA).isPowerOf2()) {
1255         APInt LowBits = RA.isStrictlyPositive() ? (RA - 1) : ~RA;
1256         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1257         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1258                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1259           return true;
1260
1261         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1262           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1263         else if (LHSKnownOne[BitWidth-1])
1264           LHSKnownOne |= ~LowBits;
1265
1266         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1267         KnownOne |= LHSKnownOne & DemandedMask;
1268
1269         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1270       }
1271     }
1272     break;
1273   case Instruction::URem: {
1274     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1275       APInt RA = Rem->getValue();
1276       if (RA.isPowerOf2()) {
1277         APInt LowBits = (RA - 1);
1278         APInt Mask2 = LowBits & DemandedMask;
1279         KnownZero |= ~LowBits & DemandedMask;
1280         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1281                                  KnownZero, KnownOne, Depth+1))
1282           return true;
1283
1284         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1285         break;
1286       }
1287     }
1288
1289     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1290     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1291     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), AllOnes,
1292                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1293       return true;
1294
1295     uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1296     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), AllOnes,
1297                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1298       return true;
1299
1300     Leaders = std::max(Leaders,
1301                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1302     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1303     break;
1304   }
1305   }
1306   
1307   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1308   // constant.
1309   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1310     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1311   return false;
1312 }
1313
1314
1315 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1316 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1317 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1318 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1319 ///
1320 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1321 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1322 /// returned.  This returns null if no change was made.
1323 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1324                                                 uint64_t &UndefElts,
1325                                                 unsigned Depth) {
1326   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1327   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1328   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1329   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1330          "Invalid DemandedElts!");
1331
1332   if (isa<UndefValue>(V)) {
1333     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1334     UndefElts = EltMask;
1335     return 0;
1336   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1337     UndefElts = EltMask;
1338     return UndefValue::get(V->getType());
1339   }
1340   
1341   UndefElts = 0;
1342   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1343     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1344     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1345
1346     std::vector<Constant*> Elts;
1347     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1348       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1349         Elts.push_back(Undef);
1350         UndefElts |= (1ULL << i);
1351       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1352         Elts.push_back(Undef);
1353         UndefElts |= (1ULL << i);
1354       } else {                               // Otherwise, defined.
1355         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1356       }
1357         
1358     // If we changed the constant, return it.
1359     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1360     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1361   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1362     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1363     // set to undef.
1364     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1365     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1366     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1367     std::vector<Constant*> Elts;
1368     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1369       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1370     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1371     return ConstantVector::get(Elts);
1372   }
1373   
1374   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1375     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1376       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1377       return false;
1378     }
1379     return false;
1380   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1381     return false;
1382   }
1383   
1384   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1385   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1386   
1387   bool MadeChange = false;
1388   uint64_t UndefElts2;
1389   Value *TmpV;
1390   switch (I->getOpcode()) {
1391   default: break;
1392     
1393   case Instruction::InsertElement: {
1394     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1395     // demand exactly the same input as we produce.
1396     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1397     if (Idx == 0) {
1398       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1399       // which elt is getting updated.
1400       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1401                                         UndefElts2, Depth+1);
1402       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1403       break;
1404     }
1405     
1406     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1407     // insertelement.
1408     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1409     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1410       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1411     
1412     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1413     // input demanded set is simpler than the output set.
1414     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1415                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1416                                       UndefElts, Depth+1);
1417     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1418
1419     // The inserted element is defined.
1420     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1421     break;
1422   }
1423   case Instruction::BitCast: {
1424     // Vector->vector casts only.
1425     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1426     if (!VTy) break;
1427     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1428     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1429     unsigned Ratio;
1430
1431     if (VWidth == InVWidth) {
1432       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1433       // elements as are demanded of us.
1434       Ratio = 1;
1435       InputDemandedElts = DemandedElts;
1436     } else if (VWidth > InVWidth) {
1437       // Untested so far.
1438       break;
1439       
1440       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1441       // then an input element is live if any of the corresponding output
1442       // elements are live.
1443       Ratio = VWidth/InVWidth;
1444       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1445         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1446           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1447       }
1448     } else {
1449       // Untested so far.
1450       break;
1451       
1452       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1453       // then an input element is live if the corresponding output element is
1454       // live.
1455       Ratio = InVWidth/VWidth;
1456       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1457         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1458           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1459     }
1460     
1461     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1462     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1463                                       UndefElts2, Depth+1);
1464     if (TmpV) {
1465       I->setOperand(0, TmpV);
1466       MadeChange = true;
1467     }
1468     
1469     UndefElts = UndefElts2;
1470     if (VWidth > InVWidth) {
1471       assert(0 && "Unimp");
1472       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1473       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1474       // undef.
1475       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1476         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1477           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1478     } else if (VWidth < InVWidth) {
1479       assert(0 && "Unimp");
1480       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1481       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1482       // elements are undef.
1483       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1484       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1485         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1486           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1487     }
1488     break;
1489   }
1490   case Instruction::And:
1491   case Instruction::Or:
1492   case Instruction::Xor:
1493   case Instruction::Add:
1494   case Instruction::Sub:
1495   case Instruction::Mul:
1496     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1497     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1498                                       UndefElts, Depth+1);
1499     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1500     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1501                                       UndefElts2, Depth+1);
1502     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1503       
1504     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1505     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1506     UndefElts &= UndefElts2;
1507     break;
1508     
1509   case Instruction::Call: {
1510     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1511     if (!II) break;
1512     switch (II->getIntrinsicID()) {
1513     default: break;
1514       
1515     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1516     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1517     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1518     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1519     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1520     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1521     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1522     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1523     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1524     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1525       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1526                                         UndefElts, Depth+1);
1527       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1528       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1529                                         UndefElts2, Depth+1);
1530       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1531
1532       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1533       // scalarize it now.
1534       if (DemandedElts == 1) {
1535         switch (II->getIntrinsicID()) {
1536         default: break;
1537         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1538         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1539         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1540         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1541           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1542           Value *LHS = II->getOperand(1);
1543           Value *RHS = II->getOperand(2);
1544           // Extract the element as scalars.
1545           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1546           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1547           
1548           switch (II->getIntrinsicID()) {
1549           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1550           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1551           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1552             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS,
1553                                                         II->getName()), *II);
1554             break;
1555           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1556           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1557             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS,
1558                                                          II->getName()), *II);
1559             break;
1560           }
1561           
1562           Instruction *New =
1563             InsertElementInst::Create(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1564                                       II->getName());
1565           InsertNewInstBefore(New, *II);
1566           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1567           return New;
1568         }            
1569       }
1570         
1571       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1572       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1573       UndefElts &= UndefElts2;
1574       break;
1575     }
1576     break;
1577   }
1578   }
1579   return MadeChange ? I : 0;
1580 }
1581
1582
1583 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1584 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1585 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1586 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1587 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1588 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1589 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1590 ///
1591 template<typename Functor>
1592 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1593   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1594   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1595
1596   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1597   if (F.shouldApply(LHS))
1598     return F.apply(Root);
1599
1600   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1601   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1602   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1603     // Should we apply this transform to the RHS?
1604     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1605
1606     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1607     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1608       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1609       ShouldApply = true;
1610     }
1611
1612     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1613     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1614     if (ShouldApply) {
1615       BasicBlock *BB = Root.getParent();
1616
1617       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1618       // and perform the reassociation.
1619       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1620
1621       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1622       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1623
1624       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1625       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1626       if (&Root == TmpLHSI) {
1627         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1628         return 0;
1629       }
1630       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1631       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1632       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
1633       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1634       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
1635       ARI = Root;
1636
1637       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1638       // get to LHSI.
1639       while (TmpLHSI != LHSI) {
1640         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1641         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1642         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1643         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
1644         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
1645         ARI = NextLHSI;
1646
1647         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1648         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1649         TmpLHSI = NextLHSI;
1650         ExtraOperand = NextOp;
1651       }
1652
1653       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1654       // the transformation...
1655       return F.apply(Root);
1656     }
1657
1658     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1659   }
1660   return 0;
1661 }
1662
1663 namespace {
1664
1665 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1666 struct AddRHS {
1667   Value *RHS;
1668   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1669   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1670   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1671     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1672                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1673   }
1674 };
1675
1676 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1677 //                 iff C1&C2 == 0
1678 struct AddMaskingAnd {
1679   Constant *C2;
1680   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1681   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1682     ConstantInt *C1;
1683     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1684            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1685   }
1686   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1687     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1688   }
1689 };
1690
1691 }
1692
1693 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1694                                              InstCombiner *IC) {
1695   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1696     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1697       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1698
1699     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::Create(
1700           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1701   }
1702
1703   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1704   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1705   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1706
1707   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1708     if (ConstIsRHS)
1709       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1710     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1711   }
1712
1713   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1714   if (!ConstIsRHS)
1715     std::swap(Op0, Op1);
1716   Instruction *New;
1717   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1718     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1719   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1720     New = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1721                           SO->getName()+".cmp");
1722   else {
1723     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1724     abort();
1725   }
1726   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1727 }
1728
1729 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1730 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1731 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1732 // not have a second operand.
1733 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1734                                      InstCombiner *IC) {
1735   // Don't modify shared select instructions
1736   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1737   Value *TV = SI->getOperand(1);
1738   Value *FV = SI->getOperand(2);
1739
1740   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1741     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1742     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1743
1744     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1745     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1746
1747     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1748                               SelectFalseVal);
1749   }
1750   return 0;
1751 }
1752
1753
1754 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1755 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1756 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1757 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1758   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1759   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1760   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1761
1762   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1763   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1764   // or if *it* is a PHI, bail out.
1765   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1766   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1767     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1768       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1769       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1770       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1771       
1772       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1773       // loop.
1774       if (NonConstBB == I.getParent())
1775         return 0;
1776     }
1777   
1778   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1779   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1780   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1781   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1782   if (NonConstBB) {
1783     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1784     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1785   }
1786
1787   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1788   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1789   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1790   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1791   NewPN->takeName(PN);
1792
1793   // Next, add all of the operands to the PHI.
1794   if (I.getNumOperands() == 2) {
1795     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1796     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1797       Value *InV = 0;
1798       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1799         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1800           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1801         else
1802           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1803       } else {
1804         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1805         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1806           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1807                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1808                                        NonConstBB->getTerminator());
1809         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1810           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), 
1811                                 CI->getPredicate(),
1812                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1813                                 NonConstBB->getTerminator());
1814         else
1815           assert(0 && "Unknown binop!");
1816         
1817         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1818       }
1819       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1820     }
1821   } else { 
1822     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1823     const Type *RetTy = CI->getType();
1824     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1825       Value *InV;
1826       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1827         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1828       } else {
1829         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1830         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1831                                I.getType(), "phitmp", 
1832                                NonConstBB->getTerminator());
1833         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1834       }
1835       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1836     }
1837   }
1838   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1839 }
1840
1841
1842 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
1843 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
1844 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
1845 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
1846 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
1847   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
1848   // ones.
1849   
1850   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
1851   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
1852   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
1853   // sign extend fine.
1854   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
1855     return true;
1856   
1857   
1858   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
1859   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
1860   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
1861   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
1862   
1863   // TODO: Implement.
1864   
1865   return false;
1866 }
1867
1868
1869 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1870   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1871   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1872
1873   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1874     // X + undef -> undef
1875     if (isa<UndefValue>(RHS))
1876       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1877
1878     // X + 0 --> X
1879     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1880       if (RHSC->isNullValue())
1881         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1882     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1883       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
1884                               (I.getType())->getValueAPF()))
1885         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1886     }
1887
1888     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1889       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1890       const APInt& Val = CI->getValue();
1891       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1892       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1893         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
1894       
1895       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1896       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1897       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1898         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1899         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1900                                  KnownZero, KnownOne))
1901           return &I;
1902       }
1903     }
1904
1905     if (isa<PHINode>(LHS))
1906       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1907         return NV;
1908     
1909     ConstantInt *XorRHS = 0;
1910     Value *XorLHS = 0;
1911     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
1912         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
1913       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1914       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
1915       
1916       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
1917       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
1918       APInt CFF80Val(-C0080Val);
1919       do {
1920         if (TySizeBits > Size) {
1921           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
1922           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
1923           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
1924               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
1925             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
1926             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
1927                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
1928               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
1929             break;
1930           }
1931         }
1932         Size >>= 1;
1933         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
1934         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
1935       } while (Size >= 1);
1936       
1937       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
1938       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
1939       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
1940       // that the back ends can handle.
1941       const Type *MiddleType = 0;
1942       switch (Size) {
1943         default: break;
1944         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
1945         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
1946         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
1947       }
1948       if (MiddleType) {
1949         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
1950         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
1951         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
1952       }
1953     }
1954   }
1955
1956   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
1957     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
1958
1959   // X + X --> X << 1
1960   if (I.getType()->isInteger()) {
1961     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
1962
1963     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
1964       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
1965         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
1966           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
1967     }
1968     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
1969       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
1970         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
1971           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
1972     }
1973   }
1974
1975   // -A + B  -->  B - A
1976   // -A + -B  -->  -(A + B)
1977   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
1978     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
1979       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
1980         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
1981         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
1982         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
1983       }
1984     }
1985     
1986     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
1987   }
1988
1989   // A + -B  -->  A - B
1990   if (!isa<Constant>(RHS))
1991     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
1992       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
1993
1994
1995   ConstantInt *C2;
1996   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
1997     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
1998       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
1999
2000     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2001     ConstantInt *C1;
2002     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2003       return BinaryOperator::CreateMul(X, Add(C1, C2));
2004   }
2005
2006   // X + X*C --> X * (C+1)
2007   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2008     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2009
2010   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2011   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2012     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2013   
2014
2015   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2016   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2017     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2018       return R;
2019   
2020   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2021   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2022     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2023     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2024     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2025     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2026     if (LHSKnownZero != 0) {
2027       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2028       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2029       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2030       
2031       // No bits in common -> bitwise or.
2032       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2033         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2034     }
2035   }
2036
2037   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2038   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2039     Value *W, *X, *Y, *Z;
2040     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2041         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2042       if (W != Y) {
2043         if (W == Z) {
2044           std::swap(Y, Z);
2045         } else if (Y == X) {
2046           std::swap(W, X);
2047         } else if (X == Z) {
2048           std::swap(Y, Z);
2049           std::swap(W, X);
2050         }
2051       }
2052
2053       if (W == Y) {
2054         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2055                                                             LHS->getName()), I);
2056         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2057       }
2058     }
2059   }
2060
2061   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2062     Value *X = 0;
2063     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2064       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2065
2066     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2067     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2068       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2069       if (Anded == CRHS) {
2070         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2071         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2072         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2073
2074         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2075         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2076
2077         // See if the and mask includes all of these bits.
2078         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2079
2080         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2081           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2082           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2083                                                             LHS->getName()), I);
2084           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2085         }
2086       }
2087     }
2088
2089     // Try to fold constant add into select arguments.
2090     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2091       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2092         return R;
2093   }
2094
2095   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2096   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2097   {
2098     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2099     Value *Other = RHS;
2100     if (!CI) {
2101       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2102       Other = LHS;
2103     }
2104     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2105         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2106          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2107         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2108       unsigned AS =
2109         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2110       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2111                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2112       I2 = InsertNewInstBefore(GetElementPtrInst::Create(I2, Other, "ctg2"), I);
2113       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2114     }
2115   }
2116   
2117   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2118   {
2119     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2120     Value *Other = RHS;
2121     if (!SI) {
2122       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2123       Other = LHS;
2124     }
2125     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2126       Value *TV = SI->getTrueValue();
2127       Value *FV = SI->getFalseValue();
2128       Value *A, *N;
2129
2130       // Can we fold the add into the argument of the select?
2131       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2132       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) &&
2133           A == Other)  // Fold the add into the true select value.
2134         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2135       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) && 
2136           A == Other)  // Fold the add into the false select value.
2137         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2138     }
2139   }
2140   
2141   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2142   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2143     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2144       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2145
2146   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2147   // integer add followed by a sext.
2148   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2149     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2150     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2151       Constant *CI = 
2152         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2153       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2154           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2155           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2156         // Insert the new, smaller add.
2157         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2158                                                         CI, "addconv");
2159         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2160         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2161       }
2162     }
2163     
2164     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2165     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2166       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2167       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2168       // integer add will not overflow.
2169       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2170           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2171           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2172                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2173         // Insert the new integer add.
2174         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2175                                                         RHSConv->getOperand(0),
2176                                                         "addconv");
2177         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2178         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2179       }
2180     }
2181   }
2182   
2183   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2184   // integer add followed by a promotion.
2185   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2186     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2187     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2188     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2189     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2190     // instcombined.
2191     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2192       Constant *CI = 
2193       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2194       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2195           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2196           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2197         // Insert the new integer add.
2198         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2199                                                         CI, "addconv");
2200         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2201         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2202       }
2203     }
2204     
2205     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2206     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2207       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2208       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2209       // and if the integer add will not overflow.
2210       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2211           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2212           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2213                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2214         // Insert the new integer add.
2215         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2216                                                         RHSConv->getOperand(0),
2217                                                         "addconv");
2218         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2219         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2220       }
2221     }
2222   }
2223   
2224   return Changed ? &I : 0;
2225 }
2226
2227 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2228   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2229
2230   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2231     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2232
2233   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2234   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2235     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2236
2237   if (isa<UndefValue>(Op0))
2238     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2239   if (isa<UndefValue>(Op1))
2240     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2241
2242   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2243     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2244     if (C->isAllOnesValue())
2245       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2246
2247     // C - ~X == X + (1+C)
2248     Value *X = 0;
2249     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2250       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2251
2252     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2253     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2254     if (C->isZero()) {
2255       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2256         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2257           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2258             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2259             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2260                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2261               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2262               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2263                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2264             }
2265           }
2266         }
2267         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2268           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2269             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2270             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2271                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2272               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2273               return BinaryOperator::CreateLShr(
2274                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2275             }
2276           }
2277         }
2278       }
2279     }
2280
2281     // Try to fold constant sub into select arguments.
2282     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2283       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2284         return R;
2285
2286     if (isa<PHINode>(Op0))
2287       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2288         return NV;
2289   }
2290
2291   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2292     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2293
2294   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2295     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2296         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2297       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2298         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2299       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2300         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2301       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2302         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2303           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2304           return BinaryOperator::CreateSub(Subtract(CI1, CI2), 
2305                                            Op1I->getOperand(0));
2306       }
2307     }
2308
2309     if (Op1I->hasOneUse()) {
2310       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2311       // is not used by anyone else...
2312       //
2313       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2314           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2315         // Swap the two operands of the subexpr...
2316         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2317         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2318         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2319
2320         // Create the new top level add instruction...
2321         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2322       }
2323
2324       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2325       //
2326       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2327           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2328         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2329
2330         Value *NewNot =
2331           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(OtherOp, "B.not"), I);
2332         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2333       }
2334
2335       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2336       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2337         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2338           if (CSI->isZero())
2339             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2340               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2341                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2342
2343       // X - X*C --> X * (1-C)
2344       ConstantInt *C2 = 0;
2345       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2346         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2347         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2348       }
2349
2350       // X - ((X / Y) * Y) --> X % Y
2351       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Mul)
2352         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op1I->getOperand(0)))
2353           if (Op0 == I->getOperand(0) &&
2354               Op1I->getOperand(1) == I->getOperand(1)) {
2355             if (I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2356               return BinaryOperator::CreateSRem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2357             if (I->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2358               return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2359           }
2360     }
2361   }
2362
2363   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2364     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2365       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2366         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2367           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2368         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2369           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2370       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2371         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2372           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2373       }
2374     }
2375
2376   ConstantInt *C1;
2377   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2378     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2379       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2380
2381     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2382     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2383       return BinaryOperator::CreateMul(X, Subtract(C1, C2));
2384   }
2385   return 0;
2386 }
2387
2388 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2389 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2390 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2391 /// signed.
2392 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2393                            bool &TrueIfSigned) {
2394   switch (pred) {
2395   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2396     TrueIfSigned = true;
2397     return RHS->isZero();
2398   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2399     TrueIfSigned = true;
2400     return RHS->isAllOnesValue();
2401   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2402     TrueIfSigned = false;
2403     return RHS->isAllOnesValue();
2404   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2405     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2406     TrueIfSigned = true;
2407     return RHS->getValue() ==
2408       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2409   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2410     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2411     TrueIfSigned = true;
2412     return RHS->getValue().isSignBit();
2413   default:
2414     return false;
2415   }
2416 }
2417
2418 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2419   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2420   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2421
2422   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2423     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2424
2425   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2426   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2427     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2428
2429       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2430       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2431         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2432           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2433             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2434                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2435
2436       if (CI->isZero())
2437         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2438       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2439         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2440       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2441         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2442
2443       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2444       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2445         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2446                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2447       }
2448     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2449       if (Op1F->isNullValue())
2450         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2451
2452       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2453       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2454       // We need a better interface for long double here.
2455       if (Op1->getType() == Type::FloatTy || Op1->getType() == Type::DoubleTy)
2456         if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2457           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2458     }
2459     
2460     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2461       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2462           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2463         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2464         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2465                                                      Op1, "tmp");
2466         InsertNewInstBefore(Add, I);
2467         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2468                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2469         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2470         
2471       }
2472
2473     // Try to fold constant mul into select arguments.
2474     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2475       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2476         return R;
2477
2478     if (isa<PHINode>(Op0))
2479       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2480         return NV;
2481   }
2482
2483   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2484     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2485       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2486
2487   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2488     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2489
2490   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2491   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2492   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2493   // formed.
2494   CastInst *BoolCast = 0;
2495   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2496     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2497       BoolCast = CI;
2498   if (!BoolCast)
2499     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2500       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2501         BoolCast = CI;
2502   if (BoolCast) {
2503     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2504       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2505       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2506       bool TIS = false;
2507       
2508       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2509       // multiply into a shift/and combination.
2510       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2511           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2512           TIS) {
2513         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2514         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2515                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2516         Value *V =
2517           InsertNewInstBefore(
2518             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2519                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2520                                             ".mask"), I);
2521
2522         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2523         // or truncate to the multiply type.
2524         if (I.getType() != V->getType()) {
2525           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2526           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2527           Instruction::CastOps opcode = 
2528             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2529              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2530           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2531         }
2532
2533         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2534         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2535       }
2536     }
2537   }
2538
2539   return Changed ? &I : 0;
2540 }
2541
2542 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2543 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2544 /// used by the visitors to those instructions.
2545 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2546 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2547   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2548
2549   // undef / X -> 0        for integer.
2550   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2551   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2552     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2553       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2554     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2555   }
2556
2557   // X / undef -> undef
2558   if (isa<UndefValue>(Op1))
2559     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2560
2561   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2562   // This does not apply for fdiv.
2563   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2564     // [su]div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in
2565     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2566     // condition of the select with false (if the cond value is in the same BB).
2567     // If the select has uses other than the div, this allows them to be
2568     // simplified also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2569     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2570       if (ST->isNullValue()) {
2571         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2572         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2573           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2574         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2575           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2576         else
2577           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2578         return &I;
2579       }
2580
2581     // Likewise for: [su]div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2582     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))
2583       if (ST->isNullValue()) {
2584         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2585         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2586           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2587         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2588           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2589         else
2590           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2591         return &I;
2592       }
2593   }
2594
2595   return 0;
2596 }
2597
2598 /// This function implements the transforms common to both integer division
2599 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2600 /// division instructions.
2601 /// @brief Common integer divide transforms
2602 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2603   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2604
2605   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2606   if (Op0 == Op1) {
2607     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2608       ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
2609       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2610       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
2611     }
2612
2613     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
2614     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2615   }
2616   
2617   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2618     return Common;
2619
2620   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2621     // div X, 1 == X
2622     if (RHS->equalsInt(1))
2623       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2624
2625     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2626     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2627       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2628         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2629           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS, I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
2630             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2631           else 
2632             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2633                                           Multiply(RHS, LHSRHS));
2634         }
2635
2636     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2637       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2638         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2639           return R;
2640       if (isa<PHINode>(Op0))
2641         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2642           return NV;
2643     }
2644   }
2645
2646   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2647   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2648     if (LHS->equalsInt(0))
2649       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2650
2651   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2652   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2653     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2654
2655   return 0;
2656 }
2657
2658 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2659   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2660
2661   // Handle the integer div common cases
2662   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2663     return Common;
2664
2665   // X udiv C^2 -> X >> C
2666   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2667   // if so, convert to a right shift.
2668   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2669     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2670       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
2671                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2672   }
2673
2674   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2675   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2676     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2677         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2678       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2679       if (C1.isPowerOf2()) {
2680         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2681         const Type *NTy = N->getType();
2682         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2683           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2684           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2685         }
2686         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
2687       }
2688     }
2689   }
2690   
2691   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2692   // where C1&C2 are powers of two.
2693   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2694     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2695       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2696         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2697         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2698           // Compute the shift amounts
2699           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2700           // Construct the "on true" case of the select
2701           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2702           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2703                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2704           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2705   
2706           // Construct the "on false" case of the select
2707           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2708           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2709                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2710           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2711
2712           // construct the select instruction and return it.
2713           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2714         }
2715       }
2716   return 0;
2717 }
2718
2719 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2720   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2721
2722   // Handle the integer div common cases
2723   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2724     return Common;
2725
2726   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2727     // sdiv X, -1 == -X
2728     if (RHS->isAllOnesValue())
2729       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
2730
2731     // -X/C -> X/-C
2732     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2733       return BinaryOperator::CreateSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2734   }
2735
2736   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2737   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2738   if (I.getType()->isInteger()) {
2739     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2740     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2741       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2742       return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2743     }
2744   }      
2745   
2746   return 0;
2747 }
2748
2749 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2750   return commonDivTransforms(I);
2751 }
2752
2753 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2754 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2755 /// is used by the visitors to those instructions.
2756 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2757 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2758   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2759
2760   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
2761   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2762     if (LHS->isNullValue())
2763       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2764
2765   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
2766     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
2767       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
2768     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2769   }
2770   if (isa<UndefValue>(Op1))
2771     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2772
2773   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2774   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2775     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
2776     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2777     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
2778     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
2779     // simplified also.
2780     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2781       if (ST->isNullValue()) {
2782         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2783         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2784           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2785         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2786           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2787         else
2788           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2789         return &I;
2790       }
2791     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
2792     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2793       if (ST->isNullValue()) {
2794         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2795         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2796           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2797         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2798           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2799         else
2800           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2801         return &I;
2802       }
2803   }
2804
2805   return 0;
2806 }
2807
2808 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2809 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2810 /// remainder instructions.
2811 /// @brief Common integer remainder transforms
2812 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2813   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2814
2815   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2816     return common;
2817
2818   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2819     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2820     if (RHS->equalsInt(0))
2821       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2822     
2823     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2824       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2825
2826     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2827       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2828         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2829           return R;
2830       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2831         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2832           return NV;
2833       }
2834
2835       // See if we can fold away this rem instruction.
2836       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
2837       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2838       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2839                                KnownZero, KnownOne))
2840         return &I;
2841     }
2842   }
2843
2844   return 0;
2845 }
2846
2847 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
2848   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2849
2850   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2851     return common;
2852   
2853   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2854     // X urem C^2 -> X and C
2855     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
2856     // if so, convert to a bitwise and.
2857     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
2858       if (C->getValue().isPowerOf2())
2859         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
2860   }
2861
2862   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
2863     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
2864     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2865         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2866       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
2867         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
2868         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
2869                                                                    "tmp"), I);
2870         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
2871       }
2872     }
2873   }
2874
2875   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
2876   // where C1&C2 are powers of two.
2877   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2878     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2879       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
2880         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
2881         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
2882             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
2883           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
2884             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
2885           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
2886             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
2887           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
2888         }
2889       }
2890   }
2891   
2892   return 0;
2893 }
2894
2895 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
2896   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2897
2898   // Handle the integer rem common cases
2899   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2900     return common;
2901   
2902   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
2903     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
2904         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
2905       // X % -Y -> X % Y
2906       AddUsesToWorkList(I);
2907       I.setOperand(1, RHSNeg);
2908       return &I;
2909     }
2910  
2911   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2912   // unsigned inputs), turn this into a urem.
2913   if (I.getType()->isInteger()) {
2914     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2915     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2916       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
2917       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
2918     }
2919   }
2920
2921   return 0;
2922 }
2923
2924 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
2925   return commonRemTransforms(I);
2926 }
2927
2928 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
2929 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2930   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2931   if (!isSigned)
2932     return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
2933   return C->getValue() == APInt::getSignedMaxValue(TypeBits)-1;
2934 }
2935
2936 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
2937 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2938   if (!isSigned)
2939     return C->getValue() == 1; // unsigned
2940     
2941   // Calculate 1111111111000000000000
2942   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2943   return C->getValue() == APInt::getSignedMinValue(TypeBits)+1;
2944 }
2945
2946 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
2947 // constant.
2948 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
2949   return CI->getValue().isPowerOf2();
2950 }
2951
2952 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
2953 // This is the same as lowones(~X).
2954 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
2955   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
2956 }
2957
2958 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
2959 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
2960 ///
2961 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
2962 ///
2963 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
2964 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
2965 ///
2966 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
2967 ///   0  A > B
2968 ///   1  A == B
2969 ///   2  A < B
2970 ///
2971 /// <=>  Value  Definition
2972 /// 000     0   Always false
2973 /// 001     1   A >  B
2974 /// 010     2   A == B
2975 /// 011     3   A >= B
2976 /// 100     4   A <  B
2977 /// 101     5   A != B
2978 /// 110     6   A <= B
2979 /// 111     7   Always true
2980 ///  
2981 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
2982   switch (ICI->getPredicate()) {
2983     // False -> 0
2984   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
2985   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
2986   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
2987   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
2988   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
2989   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
2990   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
2991   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
2992   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
2993   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
2994     // True -> 7
2995   default:
2996     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
2997     return 0;
2998   }
2999 }
3000
3001 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3002 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3003 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3004 /// of predicate to use in new icmp instructions.
3005 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3006   switch (code) {
3007   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3008   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3009   case  1: 
3010     if (sign)
3011       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3012     else
3013       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3014   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3015   case  3: 
3016     if (sign)
3017       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3018     else
3019       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3020   case  4: 
3021     if (sign)
3022       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3023     else
3024       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3025   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3026   case  6: 
3027     if (sign)
3028       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3029     else
3030       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3031   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3032   }
3033 }
3034
3035 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3036   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3037     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
3038      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
3039     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
3040      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
3041 }
3042
3043 namespace { 
3044 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3045 struct FoldICmpLogical {
3046   InstCombiner &IC;
3047   Value *LHS, *RHS;
3048   ICmpInst::Predicate pred;
3049   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3050     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3051       pred(ICI->getPredicate()) {}
3052   bool shouldApply(Value *V) const {
3053     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3054       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3055         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3056                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3057     return false;
3058   }
3059   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3060     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3061     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3062       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3063       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3064     }
3065
3066     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3067     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3068     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3069     unsigned Code;
3070     switch (Log.getOpcode()) {
3071     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3072     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3073     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3074     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3075     }
3076
3077     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3078                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3079       
3080     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3081     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3082       return I;
3083     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3084     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3085   }
3086 };
3087 } // end anonymous namespace
3088
3089 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3090 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3091 // guaranteed to be a binary operator.
3092 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3093                                     ConstantInt *OpRHS,
3094                                     ConstantInt *AndRHS,
3095                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3096   Value *X = Op->getOperand(0);
3097   Constant *Together = 0;
3098   if (!Op->isShift())
3099     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3100
3101   switch (Op->getOpcode()) {
3102   case Instruction::Xor:
3103     if (Op->hasOneUse()) {
3104       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3105       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3106       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3107       And->takeName(Op);
3108       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3109     }
3110     break;
3111   case Instruction::Or:
3112     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3113       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3114
3115     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3116       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3117       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3118       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3119       Or->takeName(Op);
3120       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3121     }
3122     break;
3123   case Instruction::Add:
3124     if (Op->hasOneUse()) {
3125       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3126       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3127       // single bit constant.
3128       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3129
3130       // If there is only one bit set...
3131       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3132         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3133         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3134         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3135         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3136
3137         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3138         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3139           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3140           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3141           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3142           // no effect.
3143           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3144             TheAnd.setOperand(0, X);
3145             return &TheAnd;
3146           } else {
3147             // Pull the XOR out of the AND.
3148             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3149             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3150             NewAnd->takeName(Op);
3151             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3152           }
3153         }
3154       }
3155     }
3156     break;
3157
3158   case Instruction::Shl: {
3159     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3160     // the anded constant includes them, clear them now!
3161     //
3162     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3163     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3164     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3165     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3166
3167     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3168     // Masking out bits that the shift already masks
3169       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3170     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3171       TheAnd.setOperand(1, CI);
3172       return &TheAnd;
3173     }
3174     break;
3175   }
3176   case Instruction::LShr:
3177   {
3178     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3179     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3180     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3181     //
3182     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3183     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3184     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3185     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3186
3187     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3188     // Masking out bits that the shift already masks.
3189       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3190     } else if (CI != AndRHS) {
3191       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3192       return &TheAnd;
3193     }
3194     break;
3195   }
3196   case Instruction::AShr:
3197     // Signed shr.
3198     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3199     // with an and.
3200     if (Op->hasOneUse()) {
3201       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3202       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3203       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3204       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3205       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3206         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3207         // Make the argument unsigned.
3208         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3209         ShVal = InsertNewInstBefore(
3210             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3211                                    Op->getName()), TheAnd);
3212         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3213       }
3214     }
3215     break;
3216   }
3217   return 0;
3218 }
3219
3220
3221 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3222 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3223 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3224 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3225 /// insert new instructions.
3226 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3227                                            bool isSigned, bool Inside, 
3228                                            Instruction &IB) {
3229   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3230             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3231          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3232     
3233   if (Inside) {
3234     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3235       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3236
3237     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3238     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3239       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3240         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3241       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3242     }
3243
3244     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3245     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3246     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3247     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3248     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3249     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3250   }
3251
3252   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3253     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3254
3255   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3256   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3257   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3258     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3259         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3260     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3261   }
3262
3263   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3264   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3265   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3266   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3267   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3268   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3269   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3270 }
3271
3272 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3273 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3274 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3275 // not, since all 1s are not contiguous.
3276 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3277   const APInt& V = Val->getValue();
3278   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3279   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3280
3281   // look for the first zero bit after the run of ones
3282   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3283   // look for the first non-zero bit
3284   ME = V.getActiveBits(); 
3285   return true;
3286 }
3287
3288 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3289 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3290 /// the following xforms:
3291 /// 
3292 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3293 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3294 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3295 ///
3296 /// return (A +/- B).
3297 ///
3298 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3299                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3300                                         Instruction &I) {
3301   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3302   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3303       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3304
3305   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3306
3307   switch (LHSI->getOpcode()) {
3308   default: return 0;
3309   case Instruction::And:
3310     if (And(N, Mask) == Mask) {
3311       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3312       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3313            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3314           Mask->getValue().getBitWidth())
3315         break;
3316
3317       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3318       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3319       // is all N is, ignore it.
3320       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3321       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3322         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3323         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3324         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3325           break;
3326       }
3327     }
3328     return 0;
3329   case Instruction::Or:
3330   case Instruction::Xor:
3331     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3332     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3333          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3334         && And(N, Mask)->isZero())
3335       break;
3336     return 0;
3337   }
3338   
3339   Instruction *New;
3340   if (isSub)
3341     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3342   else
3343     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3344   return InsertNewInstBefore(New, I);
3345 }
3346
3347 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3348   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3349   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3350
3351   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3352     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3353
3354   // and X, X = X
3355   if (Op0 == Op1)
3356     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3357
3358   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3359   // purpose is to compute bits we don't care about.
3360   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3361     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3362     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3363     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3364                              KnownZero, KnownOne))
3365       return &I;
3366   } else {
3367     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3368       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3369         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3370     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3371       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3372     }
3373   }
3374   
3375   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3376     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3377     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3378
3379     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3380     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3381       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3382       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3383       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3384       switch (Op0I->getOpcode()) {
3385       case Instruction::Xor:
3386       case Instruction::Or:
3387         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3388         if (Op0I->hasOneUse()) {
3389           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3390             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3391             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
3392                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3393             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3394             return BinaryOperator::Create(
3395                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3396           }
3397           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3398               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3399             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3400             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
3401                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3402             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3403             return BinaryOperator::Create(
3404                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3405           }
3406         }
3407
3408         break;
3409       case Instruction::Add:
3410         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3411         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3412         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3413         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3414           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3415         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3416           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3417         break;
3418
3419       case Instruction::Sub:
3420         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3421         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3422         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3423         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3424           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3425         break;
3426       }
3427
3428       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3429         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3430           return Res;
3431     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3432       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3433       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3434       // frequently occurs for bitfield accesses.
3435       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3436         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3437             CastOp->getNumOperands() == 2)
3438           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3439             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3440               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3441               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3442               // This will fold the two constants together, which may allow 
3443               // other simplifications.
3444               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
3445                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3446                 CastOp->getName()+".shrunk");
3447               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3448               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3449               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3450               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3451               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
3452             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3453               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3454               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3455               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3456               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3457                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3458             }
3459           }
3460       }
3461     }
3462
3463     // Try to fold constant and into select arguments.
3464     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3465       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3466         return R;
3467     if (isa<PHINode>(Op0))
3468       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3469         return NV;
3470   }
3471
3472   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3473   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3474
3475   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3476     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3477
3478   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3479   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3480     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3481                                                I.getName()+".demorgan");
3482     InsertNewInstBefore(Or, I);
3483     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
3484   }
3485   
3486   {
3487     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3488     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3489       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3490         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3491     
3492       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3493       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3494         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3495           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3496       }
3497     }
3498     
3499     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3500       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3501         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3502
3503       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3504       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3505         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3506           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3507       }
3508     }
3509     
3510     if (Op0->hasOneUse() &&
3511         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3512       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3513         I.swapOperands();     // Simplify below
3514         std::swap(Op0, Op1);
3515       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3516         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3517         I.swapOperands();     // Simplify below
3518         std::swap(Op0, Op1);
3519       }
3520     }
3521     if (Op1->hasOneUse() &&
3522         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3523       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3524         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3525         std::swap(A, B);
3526       }
3527       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3528         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(B, "tmp");
3529         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3530         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
3531       }
3532     }
3533   }
3534   
3535   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3536     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3537     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3538       return R;
3539
3540     Value *LHSVal, *RHSVal;
3541     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3542     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3543     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3544       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3545         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3546             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3547             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3548             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3549             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3550             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3551             
3552             // Don't try to fold ICMP_SLT + ICMP_ULT.
3553             (ICmpInst::isEquality(LHSCC) || ICmpInst::isEquality(RHSCC) ||
3554              ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) == 
3555                  ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC))) {
3556           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3557           ICmpInst::Predicate GT;
3558           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3559               (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3560                ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3561             GT = ICmpInst::ICMP_SGT;
3562           else
3563             GT = ICmpInst::ICMP_UGT;
3564           
3565           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3566           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3567           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3568             std::swap(LHS, RHS);
3569             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3570             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3571           }
3572
3573           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3574           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3575           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3576           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3577           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3578           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3579           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3580
3581           switch (LHSCC) {
3582           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3583           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3584             switch (RHSCC) {
3585             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3586             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3587             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3588             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3589               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3590             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3591             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3592             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3593               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3594             }
3595           case ICmpInst::ICMP_NE:
3596             switch (RHSCC) {
3597             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3598             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3599               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3600                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3601               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3602             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3603               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3604                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3605               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3606             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3607             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3608             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3609               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3610             case ICmpInst::ICMP_NE:
3611               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3612                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3613                 Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(LHSVal, AddCST,
3614                                                       LHSVal->getName()+".off");
3615                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3616                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3617                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3618               }
3619               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3620             }
3621             break;
3622           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3623             switch (RHSCC) {
3624             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3625             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3626             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3627               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3628             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3629               break;
3630             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3631             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3632               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3633             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3634               break;
3635             }
3636             break;
3637           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3638             switch (RHSCC) {
3639             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3640             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3641             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3642               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3643             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3644               break;
3645             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3646             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3647               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3648             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3649               break;
3650             }
3651             break;
3652           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3653             switch (RHSCC) {
3654             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3655             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3656               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3657             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3658               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3659             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3660               break;
3661             case ICmpInst::ICMP_NE:
3662               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3663                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3664               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3665             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3666               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3667                                      true, I);
3668             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3669               break;
3670             }
3671             break;
3672           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3673             switch (RHSCC) {
3674             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3675             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3676             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3677               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3678             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3679               break;
3680             case ICmpInst::ICMP_NE:
3681               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3682                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3683               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3684             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
3685               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
3686                                      true, I);
3687             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3688               break;
3689             }
3690             break;
3691           }
3692         }
3693   }
3694
3695   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3696   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3697     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3698       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3699         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3700         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3701             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3702             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3703                               I.getType(), TD) &&
3704             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3705                               I.getType(), TD)) {
3706           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
3707                                                          Op1C->getOperand(0),
3708                                                          I.getName());
3709           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3710           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3711         }
3712       }
3713     
3714   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3715   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3716     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3717       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3718           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3719           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3720         Instruction *NewOp =
3721           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
3722                                                         SI1->getOperand(0),
3723                                                         SI0->getName()), I);
3724         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3725                                       SI1->getOperand(1));
3726       }
3727   }
3728
3729   // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3730   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
3731     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
3732       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3733           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD)
3734         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3735           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3736             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3737             // false.
3738             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
3739               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3740             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
3741                                 RHS->getOperand(0));
3742           }
3743     }
3744   }
3745       
3746   return Changed ? &I : 0;
3747 }
3748
3749 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
3750 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
3751 /// yet, fill it in and return false.
3752 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
3753   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3754   if (I == 0) return true;
3755
3756   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
3757   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
3758     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
3759            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
3760   
3761   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3762   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
3763   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
3764   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3765     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
3766     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
3767         8*(ByteValues.size()-1))
3768       return true;
3769     
3770     unsigned DestNo;
3771     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3772       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
3773       DestNo = ByteValues.size()-1;
3774     } else {
3775       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
3776       DestNo = 0;
3777     }
3778     
3779     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3780     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3781     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
3782       return true;
3783     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
3784     return false;
3785   }
3786   
3787   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
3788   // don't have this.
3789   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
3790   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
3791   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
3792       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
3793     return true;
3794   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
3795
3796   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
3797   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
3798       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
3799     return true;
3800   
3801   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
3802   unsigned DestByte;
3803   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
3804     return true;
3805   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
3806   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
3807     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
3808       break;
3809   // Unknown mask for bswap.
3810   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
3811   
3812   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
3813   unsigned SrcByte;
3814   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
3815     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
3816   else
3817     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
3818   
3819   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
3820   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
3821     return true;
3822   
3823   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3824   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3825   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
3826     return true;
3827   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
3828   return false;
3829 }
3830
3831 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
3832 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
3833 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
3834   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
3835   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
3836     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
3837   
3838   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
3839   /// defines each byte.
3840   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
3841   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
3842     
3843   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
3844   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
3845       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
3846     return 0;
3847   
3848   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
3849   Value *V = ByteValues[0];
3850   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
3851   
3852   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
3853   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
3854     if (ByteValues[i] != V)
3855       return 0;
3856   const Type *Tys[] = { ITy };
3857   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
3858   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
3859   return CallInst::Create(F, V);
3860 }
3861
3862
3863 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
3864   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3865   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3866
3867   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
3868     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3869
3870   // or X, X = X
3871   if (Op0 == Op1)
3872     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3873
3874   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3875   // purpose is to compute bits we don't care about.
3876   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3877     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3878     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3879     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3880                              KnownZero, KnownOne))
3881       return &I;
3882   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3883     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
3884   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3885     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
3886       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
3887   }
3888     
3889
3890   
3891   // or X, -1 == -1
3892   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3893     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
3894     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
3895     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3896       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
3897       InsertNewInstBefore(Or, I);
3898       Or->takeName(Op0);
3899       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
3900                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
3901     }
3902
3903     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
3904     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3905       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
3906       InsertNewInstBefore(Or, I);
3907       Or->takeName(Op0);
3908       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
3909                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
3910     }
3911
3912     // Try to fold constant and into select arguments.
3913     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3914       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3915         return R;
3916     if (isa<PHINode>(Op0))
3917       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3918         return NV;
3919   }
3920
3921   Value *A = 0, *B = 0;
3922   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
3923
3924   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3925     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
3926       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3927   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3928     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
3929       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3930
3931   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
3932   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
3933   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3934       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3935       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
3936        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
3937     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
3938       return BSwap;
3939   }
3940   
3941   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3942   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3943       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
3944     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
3945     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3946     NOr->takeName(Op0);
3947     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
3948   }
3949
3950   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3951   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3952       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
3953     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
3954     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3955     NOr->takeName(Op0);
3956     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
3957   }
3958
3959   // (A & C)|(B & D)
3960   Value *C = 0, *D = 0;
3961   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
3962       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
3963     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
3964     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
3965     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
3966     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
3967       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
3968       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
3969       // replace with V+N.
3970       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
3971         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
3972             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3973           // Add commutes, try both ways.
3974           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
3975             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3976           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
3977             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3978         }
3979         // Or commutes, try both ways.
3980         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
3981             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3982           // Add commutes, try both ways.
3983           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
3984             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3985           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
3986             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3987         }
3988       }
3989       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
3990     }
3991     
3992     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
3993     // terms for V1 & (V2|V3).
3994     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
3995       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
3996         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
3997       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
3998         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
3999       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4000         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4001       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4002         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4003       
4004       if (V1) {
4005         Value *Or =
4006           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4007         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4008       }
4009     }
4010   }
4011   
4012   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4013   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4014     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4015       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4016           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4017           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4018         Instruction *NewOp =
4019         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4020                                                      SI1->getOperand(0),
4021                                                      SI0->getName()), I);
4022         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4023                                       SI1->getOperand(1));
4024       }
4025   }
4026
4027   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4028     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4029       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4030   } else {
4031     A = 0;
4032   }
4033   // Note, A is still live here!
4034   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4035     if (Op0 == B)
4036       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4037
4038     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4039     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4040       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4041                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4042       return BinaryOperator::CreateNot(And);
4043     }
4044   }
4045
4046   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4047   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4048     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4049       return R;
4050
4051     Value *LHSVal, *RHSVal;
4052     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4053     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4054     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
4055       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
4056         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
4057             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
4058             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4059             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4060             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4061             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4062             // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4063             PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
4064           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4065           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
4066           bool NeedsSwap;
4067           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC))
4068             NeedsSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4069           else
4070             NeedsSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4071             
4072           if (NeedsSwap) {
4073             std::swap(LHS, RHS);
4074             std::swap(LHSCst, RHSCst);
4075             std::swap(LHSCC, RHSCC);
4076           }
4077
4078           // At this point, we know we have have two icmp instructions
4079           // comparing a value against two constants and or'ing the result
4080           // together.  Because of the above check, we know that we only have
4081           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4082           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4083           // equal.
4084           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4085
4086           switch (LHSCC) {
4087           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4088           case ICmpInst::ICMP_EQ:
4089             switch (RHSCC) {
4090             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4091             case ICmpInst::ICMP_EQ:
4092               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4093                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4094                 Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(LHSVal, AddCST,
4095                                                       LHSVal->getName()+".off");
4096                 InsertNewInstBefore(Add, I);
4097                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4098                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4099               }
4100               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4101             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4102             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4103               break;
4104             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4105             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4106             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4107               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4108             }
4109             break;
4110           case ICmpInst::ICMP_NE:
4111             switch (RHSCC) {
4112             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4113             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4114             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4115             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4116               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4117             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4118             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4119             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4120               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4121             }
4122             break;
4123           case ICmpInst::ICMP_ULT:
4124             switch (RHSCC) {
4125             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4126             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4127               break;
4128             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
4129               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4130               // this can cause overflow.
4131               if (RHSCst->isMaxValue(false))
4132                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4133               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
4134                                      false, I);
4135             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4136               break;
4137             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4138             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4139               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4140             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4141               break;
4142             }
4143             break;
4144           case ICmpInst::ICMP_SLT:
4145             switch (RHSCC) {
4146             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4147             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4148               break;
4149             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
4150               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4151               // this can cause overflow.
4152               if (RHSCst->isMaxValue(true))
4153                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4154               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
4155                                      false, I);
4156             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4157               break;
4158             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4159             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4160               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4161             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4162               break;
4163             }
4164             break;
4165           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4166             switch (RHSCC) {
4167             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4168             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4169             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4170               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4171             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4172               break;
4173             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4174             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4175               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4176             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4177               break;
4178             }
4179             break;
4180           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4181             switch (RHSCC) {
4182             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4183             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4184             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4185               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4186             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4187               break;
4188             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4189             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4190               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4191             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4192               break;
4193             }
4194             break;
4195           }
4196         }
4197   }
4198     
4199   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4200   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4201     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4202       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4203         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4204             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4205           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4206           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4207               // Only do this if the casts both really cause code to be
4208               // generated.
4209               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4210                                 I.getType(), TD) &&
4211               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4212                                 I.getType(), TD)) {
4213             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4214                                                           Op1C->getOperand(0),
4215                                                           I.getName());
4216             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4217             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4218           }
4219         }
4220       }
4221   }
4222   
4223     
4224   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4225   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4226     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4227       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4228           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4229           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType())
4230         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4231           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4232             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4233             // true.
4234             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4235               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4236             
4237             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4238             // rest.
4239             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4240                                 RHS->getOperand(0));
4241           }
4242     }
4243   }
4244
4245   return Changed ? &I : 0;
4246 }
4247
4248 namespace {
4249
4250 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4251 struct XorSelf {
4252   Value *RHS;
4253   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4254   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4255   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4256     return &Xor;
4257   }
4258 };
4259
4260 }
4261
4262 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4263   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4264   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4265
4266   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4267     if (isa<UndefValue>(Op0))
4268       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4269       // idiom (misuse).
4270       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4271     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4272   }
4273
4274   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4275   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4276     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4277     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4278   }
4279   
4280   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4281   // purpose is to compute bits we don't care about.
4282   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4283     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4284     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4285     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4286                              KnownZero, KnownOne))
4287       return &I;
4288   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4289     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4290   }
4291
4292   // Is this a ~ operation?
4293   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4294     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4295     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4296     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4297       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4298           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4299         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4300         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4301           Instruction *NotY =
4302             BinaryOperator::CreateNot(Op0I->getOperand(1),
4303                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4304           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4305           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4306             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
4307           else
4308             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
4309         }
4310       }
4311     }
4312   }
4313   
4314   
4315   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4316     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4317     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4318       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4319         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4320                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4321
4322       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4323         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4324                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4325     }
4326
4327     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
4328     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4329       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
4330         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
4331           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
4332           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
4333             if (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, ConstantInt::getTrue(),
4334                                              Op0C->getDestTy())) {
4335               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
4336                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
4337                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
4338               NewCI->takeName(CI);
4339               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
4340             }
4341           }
4342         }
4343       }
4344     }
4345
4346     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4347       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4348       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4349         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4350           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4351           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4352                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4353           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4354         }
4355           
4356       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4357         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4358           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4359           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4360             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4361             return BinaryOperator::CreateSub(
4362                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4363                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4364                                           Op0I->getOperand(0));
4365           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4366             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4367             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4368             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4369
4370           }
4371         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4372           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4373           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4374             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4375             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4376             // NewRHS.
4377             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4378             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4379                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4380             AddToWorkList(Op0I);
4381             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4382             I.setOperand(1, NewRHS);
4383             return &I;
4384           }
4385         }
4386       }
4387     }
4388
4389     // Try to fold constant and into select arguments.
4390     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4391       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4392         return R;
4393     if (isa<PHINode>(Op0))
4394       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4395         return NV;
4396   }
4397
4398   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4399     if (X == Op1)
4400       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4401
4402   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4403     if (X == Op0)
4404       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4405
4406   
4407   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4408   if (Op1I) {
4409     Value *A, *B;
4410     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4411       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4412         Op1I->swapOperands();
4413         I.swapOperands();
4414         std::swap(Op0, Op1);
4415       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4416         I.swapOperands();     // Simplified below.
4417         std::swap(Op0, Op1);
4418       }
4419     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4420       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4421         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4422       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4423         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4424     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4425       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4426         Op1I->swapOperands();
4427         std::swap(A, B);
4428       }
4429       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4430         I.swapOperands();     // Simplified below.
4431         std::swap(Op0, Op1);
4432       }
4433     }
4434   }
4435   
4436   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4437   if (Op0I) {
4438     Value *A, *B;
4439     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4440       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4441         std::swap(A, B);
4442       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4443         Instruction *NotB =
4444           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(Op1, "tmp"), I);
4445         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4446       }
4447     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4448       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4449         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4450       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4451         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4452     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4453       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4454         std::swap(A, B);
4455       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4456           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4457         Instruction *N =
4458           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(A, "tmp"), I);
4459         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
4460       }
4461     }
4462   }
4463   
4464   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4465   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4466       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4467       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4468       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4469     Instruction *NewOp =
4470       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
4471                                                     Op1I->getOperand(0),
4472                                                     Op0I->getName()), I);
4473     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4474                                   Op1I->getOperand(1));
4475   }
4476     
4477   if (Op0I && Op1I) {
4478     Value *A, *B, *C, *D;
4479     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4480     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4481         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4482       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4483         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4484     }
4485     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4486     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4487         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4488       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4489         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4490     }
4491     
4492     // (A & B)^(C & D)
4493     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4494         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4495         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4496       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4497       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4498       if (A == C)
4499         X = A, Y = B, Z = D;
4500       else if (A == D)
4501         X = A, Y = B, Z = C;
4502       else if (B == C)
4503         X = B, Y = A, Z = D;
4504       else if (B == D)
4505         X = B, Y = A, Z = C;
4506       
4507       if (X) {
4508         Instruction *NewOp =
4509         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4510         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
4511       }
4512     }
4513   }
4514     
4515   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4516   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4517     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4518       return R;
4519
4520   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4521   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4522     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4523       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4524         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4525         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4526             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4527             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4528                               I.getType(), TD) &&
4529             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4530                               I.getType(), TD)) {
4531           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
4532                                                          Op1C->getOperand(0),
4533                                                          I.getName());
4534           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4535           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4536         }
4537       }
4538   }
4539
4540   return Changed ? &I : 0;
4541 }
4542
4543 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4544 /// overflowed for this type.
4545 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4546                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4547   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4548
4549   if (IsSigned)
4550     if (In2->getValue().isNegative())
4551       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4552     else
4553       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4554   else
4555     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4556 }
4557
4558 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4559 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4560 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4561 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4562   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4563   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4564   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4565   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4566
4567   // Build a mask for high order bits.
4568   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
4569   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4570
4571   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4572     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4573     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4574     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
4575       if (OpC->isZero()) continue;
4576       
4577       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4578       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4579         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
4580         
4581         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
4582           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
4583         else
4584           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4585                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
4586                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
4587                                              GEP->getName()+".offs"), I);
4588         continue;
4589       }
4590       
4591       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4592       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4593       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
4594       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4595         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4596       else {
4597         // Emit an add instruction.
4598         Result = IC.InsertNewInstBefore(
4599            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
4600                                      GEP->getName()+".offs"), I);
4601       }
4602       continue;
4603     }
4604     // Convert to correct type.
4605     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
4606       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4607         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
4608       else
4609         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
4610                                                  Op->getName()+".c"), I);
4611     }
4612     if (Size != 1) {
4613       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4614       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4615         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4616       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4617         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
4618                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
4619     }
4620
4621     // Emit an add instruction.
4622     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
4623       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
4624                                     cast<Constant>(Result));
4625     else
4626       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
4627                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
4628   }
4629   return Result;
4630 }
4631
4632
4633 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
4634 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
4635 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
4636 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
4637 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
4638 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
4639 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
4640 ///
4641 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
4642 /// 
4643 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
4644                                           InstCombiner &IC) {
4645   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4646   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4647
4648   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
4649   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
4650   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
4651   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
4652   // because the expression will cross zero at the same point.
4653   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
4654   int64_t Offset = 0;
4655   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
4656     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
4657       // Compute the aggregate offset of constant indices.
4658       if (CI->isZero()) continue;
4659
4660       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4661       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4662         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
4663       } else {
4664         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
4665         Offset += Size*CI->getSExtValue();
4666       }
4667     } else {
4668       // Found our variable index.
4669       break;
4670     }
4671   }
4672   
4673   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
4674   // evaluate it the general way.
4675   if (i == e) return 0;
4676   
4677   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
4678   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
4679   // 4 if the variable index is into an array of i32.
4680   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
4681   
4682   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
4683   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
4684     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
4685     if (!CI) return 0;
4686    
4687     // Compute the aggregate offset of constant indices.
4688     if (CI->isZero()) continue;
4689     
4690     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4691     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4692       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
4693     } else {
4694       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
4695       Offset += Size*CI->getSExtValue();
4696     }
4697   }
4698   
4699   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
4700   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
4701   // the index.
4702   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
4703   if (Offset == 0) {
4704     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
4705     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
4706     // computation crosses zero.
4707     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
4708       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
4709                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
4710     return VariableIdx;
4711   }
4712   
4713   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
4714   // the pointer size, so get it.
4715   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4716   
4717   Offset &= PtrSizeMask;
4718   VariableScale &= PtrSizeMask;
4719
4720   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
4721   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
4722   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
4723   // multiple of the variable scale.
4724   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
4725   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
4726     return 0;
4727
4728   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
4729   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4730   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
4731     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
4732                                               true /*SExt*/, 
4733                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
4734   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
4735   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
4736 }
4737
4738
4739 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
4740 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
4741 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
4742                                        ICmpInst::Predicate Cond,
4743                                        Instruction &I) {
4744   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
4745
4746   // Look through bitcasts.
4747   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
4748     RHS = BCI->getOperand(0);
4749
4750   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
4751   if (PtrBase == RHS) {
4752     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
4753     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
4754     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
4755     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
4756     
4757     // If not, synthesize the offset the hard way.
4758     if (Offset == 0)
4759       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4760     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
4761                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
4762   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
4763     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
4764     // compare the base pointer.
4765     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
4766       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
4767       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
4768                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
4769       if (IndicesTheSame)
4770         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4771           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4772             IndicesTheSame = false;
4773             break;
4774           }
4775
4776       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
4777       if (IndicesTheSame)
4778         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
4779                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
4780
4781       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
4782       // different, bail out.
4783       return 0;
4784     }
4785
4786     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
4787     bool AllZeros = true;
4788     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4789       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
4790           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4791         AllZeros = false;
4792         break;
4793       }
4794     if (AllZeros)
4795       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
4796                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
4797
4798     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
4799     AllZeros = true;
4800     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4801       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
4802           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4803         AllZeros = false;
4804         break;
4805       }
4806     if (AllZeros)
4807       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
4808
4809     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
4810       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
4811       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
4812       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
4813       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4814         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4815           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
4816                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
4817             // Irreconcilable differences.
4818             NumDifferences = 2;
4819             break;
4820           } else {
4821             if (NumDifferences++) break;
4822             DiffOperand = i;
4823           }
4824         }
4825
4826       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
4827         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4828                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4829                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
4830
4831       else if (NumDifferences == 1) {
4832         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
4833         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
4834         // Make sure we do a signed comparison here.
4835         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
4836       }
4837     }
4838
4839     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4840     // the result to fold to a constant!
4841     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
4842         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
4843       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
4844       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4845       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
4846       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
4847     }
4848   }
4849   return 0;
4850 }
4851
4852 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
4853 ///
4854 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
4855                                                 Instruction *LHSI,
4856                                                 Constant *RHSC) {
4857   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
4858   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
4859   
4860   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
4861   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
4862   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
4863   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
4864   
4865   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
4866   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
4867   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
4868   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
4869   
4870   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
4871   if (isa<UIToFPInst>(LHSI))
4872     ++InputSize;
4873   
4874   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
4875   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
4876     return 0;
4877   
4878   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
4879   // will always come through as an integer value and we know the constant is
4880   // not a NAN (it would have been previously simplified).
4881   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
4882   
4883   ICmpInst::Predicate Pred;
4884   switch (I.getPredicate()) {
4885   default: assert(0 && "Unexpected predicate!");
4886   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
4887   case FCmpInst::FCMP_OEQ: Pred = ICmpInst::ICMP_EQ; break;
4888   case FCmpInst::FCMP_UGT:
4889   case FCmpInst::FCMP_OGT: Pred = ICmpInst::ICMP_SGT; break;
4890   case FCmpInst::FCMP_UGE:
4891   case FCmpInst::FCMP_OGE: Pred = ICmpInst::ICMP_SGE; break;
4892   case FCmpInst::FCMP_ULT:
4893   case FCmpInst::FCMP_OLT: Pred = ICmpInst::ICMP_SLT; break;
4894   case FCmpInst::FCMP_ULE:
4895   case FCmpInst::FCMP_OLE: Pred = ICmpInst::ICMP_SLE; break;
4896   case FCmpInst::FCMP_UNE:
4897   case FCmpInst::FCMP_ONE: Pred = ICmpInst::ICMP_NE; break;
4898   case FCmpInst::FCMP_ORD:
4899     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4900   case FCmpInst::FCMP_UNO:
4901     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4902   }
4903   
4904   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
4905   
4906   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
4907   
4908   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
4909   // comparing an i8 to 300.0.
4910   unsigned IntWidth = IntTy->getPrimitiveSizeInBits();
4911   
4912   // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
4913   // and large values. 
4914   APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
4915   SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
4916                         APFloat::rmNearestTiesToEven);
4917   if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
4918     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
4919         Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
4920       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4921     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4922   }
4923   
4924   // See if the RHS value is < SignedMin.
4925   APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
4926   SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
4927                         APFloat::rmNearestTiesToEven);
4928   if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
4929     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
4930         Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
4931       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4932     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4933   }
4934
4935   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] but
4936   // it may still be fractional.  See if it is fractional by casting the FP
4937   // value to the integer value and back, checking for equality.  Don't do this
4938   // for zero, because -0.0 is not fractional.
4939   Constant *RHSInt = ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
4940   if (!RHS.isZero() &&
4941       ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) != RHSC) {
4942     // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
4943     // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
4944     // zero at this point.
4945     switch (Pred) {
4946     default: assert(0 && "Unexpected integer comparison!");
4947     case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
4948       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4949     case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
4950       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4951     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4952       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
4953       // (float)int <= -4.4  --> int < -4
4954       if (RHS.isNegative())
4955         Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
4956       break;
4957     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4958       // (float)int < -4.4   --> int < -4
4959       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
4960       if (!RHS.isNegative())
4961         Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
4962       break;
4963     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4964       // (float)int > 4.4    --> int > 4
4965       // (float)int > -4.4   --> int >= -4
4966       if (RHS.isNegative())
4967         Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
4968       break;
4969     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4970       // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
4971       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
4972       if (!RHS.isNegative())
4973         Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
4974       break;
4975     }
4976   }
4977
4978   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
4979   // comparison.
4980   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
4981 }
4982
4983 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
4984   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4985   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4986
4987   // Fold trivial predicates.
4988   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4989     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
4990   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4991     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4992   
4993   // Simplify 'fcmp pred X, X'
4994   if (Op0 == Op1) {
4995     switch (I.getPredicate()) {
4996     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
4997     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
4998     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
4999     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5000       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5001     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5002     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5003     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5004       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5005       
5006     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5007     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5008     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5009     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5010       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5011       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5012       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5013       return &I;
5014       
5015     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5016     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5017     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5018     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5019       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5020       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5021       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5022       return &I;
5023     }
5024   }
5025     
5026   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5027     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5028
5029   // Handle fcmp with constant RHS
5030   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5031     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5032     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5033       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5034         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5035           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5036         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5037                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5038         // True if unordered.
5039         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5040       }
5041     }
5042     
5043     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5044       switch (LHSI->getOpcode()) {
5045       case Instruction::PHI:
5046         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5047         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5048         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5049         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5050           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5051             return NV;
5052         break;
5053       case Instruction::SIToFP:
5054       case Instruction::UIToFP:
5055         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5056           return NV;
5057         break;
5058       case Instruction::Select:
5059         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5060         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5061         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5062         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5063         if (LHSI->hasOneUse()) {
5064           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5065             // Fold the known value into the constant operand.
5066             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5067             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5068             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5069                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5070                                                       I.getName()), I);
5071           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5072             // Fold the known value into the constant operand.
5073             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5074             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5075             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5076                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5077                                                       I.getName()), I);
5078           }
5079         }
5080
5081         if (Op1)
5082           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5083         break;
5084       }
5085   }
5086
5087   return Changed ? &I : 0;
5088 }
5089
5090 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5091   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5092   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5093   const Type *Ty = Op0->getType();
5094
5095   // icmp X, X
5096   if (Op0 == Op1)
5097     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5098                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5099
5100   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5101     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5102   
5103   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5104   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5105   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5106        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5107       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5108        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5109     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5110                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5111
5112   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5113   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5114     switch (I.getPredicate()) {
5115     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5116     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
5117       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5118       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5119       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
5120     }
5121     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
5122       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
5123
5124     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5125     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5126       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
5127       // FALL THROUGH
5128     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5129     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
5130       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5131       InsertNewInstBefore(Not, I);
5132       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
5133     }
5134     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5135     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5136       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
5137       // FALL THROUGH
5138     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5139     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
5140       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5141       InsertNewInstBefore(Not, I);
5142       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
5143     }
5144     }
5145   }
5146
5147   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5148   // can be folded into the comparison.
5149   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5150       Value *A, *B;
5151     
5152     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5153     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5154         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5155       // (icmp cond A B) if cond is equality
5156       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5157     }
5158     
5159     switch (I.getPredicate()) {
5160     default: break;
5161     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
5162       if (CI->isMinValue(false))
5163         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5164       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
5165         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
5166       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
5167         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5168       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5169       if (CI->isMinValue(true))
5170         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5171                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5172           
5173       break;
5174
5175     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5176       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
5177         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5178       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
5179         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5180       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
5181         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5182       break;
5183
5184     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5185       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
5186         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5187       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
5188         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5189       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
5190         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5191         
5192       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5193       if (CI->isMaxValue(true))
5194         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5195                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5196       break;
5197
5198     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5199       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
5200         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5201       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
5202         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5203       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
5204         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5205       break;
5206
5207     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5208       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5209         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5210       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
5211         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5212       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
5213         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
5214       break;
5215
5216     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5217       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5218         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5219       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
5220         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5221       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
5222         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
5223       break;
5224
5225     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5226       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5227         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5228       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
5229         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5230       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
5231         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
5232       break;
5233
5234     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5235       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5236         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5237       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
5238         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5239       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
5240         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
5241       break;
5242     }
5243
5244     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5245     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
5246     // already been handled above, this requires little checking.
5247     //
5248     switch (I.getPredicate()) {
5249     default: break;
5250     case ICmpInst::ICMP_ULE: 
5251       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5252     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5253       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5254     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5255       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5256     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5257       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5258     }
5259     
5260     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
5261     // in the input.  If this comparison is a normal comparison, it demands all
5262     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5263     
5264     bool UnusedBit;
5265     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5266     
5267     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5268     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5269     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5270                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5271                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5272                              KnownZero, KnownOne, 0))
5273       return &I;
5274         
5275     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5276     // in.
5277     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
5278       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5279       // EQ and NE we use unsigned values.
5280       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5281       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
5282       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
5283         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
5284                                                Max);
5285       } else {
5286         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
5287                                                  Max);
5288       }
5289       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5290       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5291       case ICmpInst::ICMP_EQ:
5292         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5293           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5294         break;
5295       case ICmpInst::ICMP_NE:
5296         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5297           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5298         break;
5299       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5300         if (Max.ult(RHSVal))
5301           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5302         if (Min.uge(RHSVal))
5303           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5304         break;
5305       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5306         if (Min.ugt(RHSVal))
5307           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5308         if (Max.ule(RHSVal))
5309           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5310         break;
5311       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5312         if (Max.slt(RHSVal))
5313           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5314         if (Min.sgt(RHSVal))
5315           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5316         break;
5317       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5318         if (Min.sgt(RHSVal))
5319           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5320         if (Max.sle(RHSVal))
5321           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5322         break;
5323       }
5324     }
5325           
5326     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5327     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5328     // instruction can be folded into the icmp 
5329     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5330       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5331         return Res;
5332   }
5333
5334   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5335   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5336     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5337       switch (LHSI->getOpcode()) {
5338       case Instruction::GetElementPtr:
5339         if (RHSC->isNullValue()) {
5340           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5341           bool isAllZeros = true;
5342           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5343             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5344                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5345               isAllZeros = false;
5346               break;
5347             }
5348           if (isAllZeros)
5349             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5350                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5351         }
5352         break;
5353
5354       case Instruction::PHI:
5355         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5356         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5357         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5358         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5359           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5360             return NV;
5361         break;
5362       case Instruction::Select: {
5363         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5364         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5365         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5366         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5367         if (LHSI->hasOneUse()) {
5368           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5369             // Fold the known value into the constant operand.
5370             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5371             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5372             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5373                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5374                                                    I.getName()), I);
5375           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5376             // Fold the known value into the constant operand.
5377             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5378             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5379             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5380                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5381                                                    I.getName()), I);
5382           }
5383         }
5384
5385         if (Op1)
5386           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5387         break;
5388       }
5389       case Instruction::Malloc:
5390         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5391         // can assume it is successful and remove the malloc.
5392         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5393           AddToWorkList(LHSI);
5394           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5395                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
5396         }
5397         break;
5398       }
5399   }
5400
5401   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5402   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5403     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5404       return NI;
5405   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5406     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5407                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5408       return NI;
5409
5410   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5411   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5412   // now.
5413   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5414     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5415         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5416       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5417       // operand, where it can often be eliminated completely.
5418       Op0 = CI->getOperand(0);
5419
5420       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
5421       // so eliminate it as well.
5422       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
5423         Op1 = CI2->getOperand(0);
5424
5425       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
5426       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
5427         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5428           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
5429         } else {
5430           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
5431           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
5432         }
5433       }
5434       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
5435     }
5436   }
5437   
5438   if (isa<CastInst>(Op0)) {
5439     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
5440     // This comes up when you have code like
5441     //   int X = A < B;
5442     //   if (X) ...
5443     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
5444     // with a constant or another cast from the same type.
5445     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
5446       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
5447         return R;
5448   }
5449   
5450   // ~x < ~y --> y < x
5451   { Value *A, *B;
5452     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
5453         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
5454       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
5455   }
5456   
5457   if (I.isEquality()) {
5458     Value *A, *B, *C, *D;
5459     
5460     // -x == -y --> x == y
5461     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
5462         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
5463       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5464     
5465     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5466       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
5467         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
5468         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5469                             Constant::getNullValue(A->getType()));
5470       }
5471
5472       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5473         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
5474         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
5475           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
5476             if (Op1->hasOneUse()) {
5477               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
5478               Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
5479               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
5480                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
5481             }
5482         
5483         // A^B == A^D -> B == D
5484         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
5485         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
5486         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
5487         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
5488       }
5489     }
5490     
5491     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5492         (A == Op0 || B == Op0)) {
5493       // A == (A^B)  ->  B == 0
5494       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
5495       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5496                           Constant::getNullValue(A->getType()));
5497     }
5498     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5499       // (A-B) == A  ->  B == 0
5500       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5501                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5502     }
5503     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5504       // A == (A-B)  ->  B == 0
5505       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5506                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5507     }
5508     
5509     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5510     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5511         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5512         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5513       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5514       
5515       if (A == C) {
5516         X = B; Y = D; Z = A;
5517       } else if (A == D) {
5518         X = B; Y = C; Z = A;
5519       } else if (B == C) {
5520         X = A; Y = D; Z = B;
5521       } else if (B == D) {
5522         X = A; Y = C; Z = B;
5523       }
5524       
5525       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5526         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
5527         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5528         I.setOperand(0, Op1);
5529         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5530         return &I;
5531       }
5532     }
5533   }
5534   return Changed ? &I : 0;
5535 }
5536
5537
5538 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
5539 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
5540 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
5541                                           ConstantInt *DivRHS) {
5542   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5543   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
5544   
5545   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5546   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5547   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5548   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5549   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5550   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5551   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5552   // if it finds it. 
5553   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5554   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5555     return 0;
5556   if (DivRHS->isZero())
5557     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
5558
5559   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5560   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5561   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5562   // instead of computing a divide. 
5563   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
5564
5565   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5566   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5567   // as in the LHS instruction that we're folding. 
5568   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5569                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
5570
5571   // Get the ICmp opcode
5572   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
5573
5574   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
5575   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
5576   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
5577   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
5578   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
5579   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
5580   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
5581   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
5582   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5583   
5584   
5585   if (!DivIsSigned) {  // udiv
5586     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
5587     LoBound = Prod;
5588     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5589     if (!HiOverflow)
5590       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5591   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
5592     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5593       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
5594       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5595       HiBound = DivRHS;
5596     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
5597       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
5598       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5599       if (!HiOverflow)
5600         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5601     } else {                       // (X / pos) op neg
5602       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
5603       Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5604       LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5605                                    cast<ConstantInt>(DivRHSH), true) ? -1 : 0;
5606       HiBound = AddOne(Prod);
5607       HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5608     }
5609   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
5610     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5611       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
5612       LoBound = AddOne(DivRHS);
5613       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5614       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
5615         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
5616         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
5617       }
5618     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
5619       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
5620       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5621       if (!LoOverflow)
5622         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS), true) ?-1:0;
5623       HiBound = AddOne(Prod);
5624     } else {                       // (X / neg) op neg
5625       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
5626       LoBound = Prod;
5627       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? 1 : 0;
5628       HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5629     }
5630     
5631     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
5632     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
5633   }
5634
5635   Value *X = DivI->getOperand(0);
5636   switch (Pred) {
5637   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5638   case ICmpInst::ICMP_EQ:
5639     if (LoOverflow && HiOverflow)
5640       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5641     else if (HiOverflow)
5642       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5643                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5644     else if (LoOverflow)
5645       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5646                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5647     else
5648       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
5649   case ICmpInst::ICMP_NE:
5650     if (LoOverflow && HiOverflow)
5651       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5652     else if (HiOverflow)
5653       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5654                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5655     else if (LoOverflow)
5656       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5657                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5658     else
5659       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
5660   case ICmpInst::ICMP_ULT:
5661   case ICmpInst::ICMP_SLT:
5662     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
5663       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5664     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
5665       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5666     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
5667   case ICmpInst::ICMP_UGT:
5668   case ICmpInst::ICMP_SGT:
5669     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
5670       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5671     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
5672       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5673     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
5674       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5675     else
5676       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5677   }
5678 }
5679
5680
5681 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5682 ///
5683 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5684                                                           Instruction *LHSI,
5685                                                           ConstantInt *RHS) {
5686   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5687   
5688   switch (LHSI->getOpcode()) {
5689   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5690     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5691       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5692       // fold the xor.
5693       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
5694           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
5695         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5696         
5697         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5698         // the operation, just stop using the Xor.
5699         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5700           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5701           AddToWorkList(LHSI);
5702           return &ICI;
5703         }
5704         
5705         // Was the old condition true if the operand is positive?
5706         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5707         
5708         // If so, the new one isn't.
5709         isTrueIfPositive ^= true;
5710         
5711         if (isTrueIfPositive)
5712           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5713         else
5714           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5715       }
5716     }
5717     break;
5718   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5719     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5720         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5721       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5722       
5723       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5724       // and/compare to be the input width without changing the value
5725       // produced, eliminating a cast.
5726       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5727         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5728         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5729         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5730         // bit would not work.
5731         if (Cast->hasOneUse() &&
5732             (ICI.isEquality() ||
5733              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
5734           uint32_t BitWidth = 
5735             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5736           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5737           NewCST.zext(BitWidth);
5738           APInt NewCI = RHSV;
5739           NewCI.zext(BitWidth);
5740           Instruction *NewAnd = 
5741             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
5742                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5743           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5744           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5745                               ConstantInt::get(NewCI));
5746         }
5747       }
5748       
5749       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5750       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5751       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5752       // access.
5753       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5754       if (Shift && !Shift->isShift())
5755         Shift = 0;
5756       
5757       ConstantInt *ShAmt;
5758       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5759       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5760       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5761       
5762       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5763       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5764       // rights, as they sign-extend.
5765       if (ShAmt) {
5766         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5767         if (!CanFold) {
5768           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5769           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5770           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5771           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5772           
5773           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5774           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5775                AndCST->getValue()) == 0)
5776             CanFold = true;
5777         }
5778         
5779         if (CanFold) {
5780           Constant *NewCst;
5781           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5782             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5783           else
5784             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5785           
5786           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5787           // compared.
5788           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5789             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5790             // As a special case, check to see if this means that the
5791             // result is always true or false now.
5792             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5793               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5794             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5795               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5796           } else {
5797             ICI.setOperand(1, NewCst);
5798             Constant *NewAndCST;
5799             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5800               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5801             else
5802               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5803             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5804             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5805             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5806             AddUsesToWorkList(ICI);
5807             return &ICI;
5808           }
5809         }
5810       }
5811       
5812       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5813       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5814       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5815       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5816           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5817           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5818         // Compute C << Y.
5819         Value *NS;
5820         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5821           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
5822                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5823         } else {
5824           // Insert a logical shift.
5825           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
5826                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5827         }
5828         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5829         
5830         // Compute X & (C << Y).
5831         Instruction *NewAnd = 
5832           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5833         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5834         
5835         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5836         return &ICI;
5837       }
5838     }
5839     break;
5840     
5841   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5842     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5843     if (!ShAmt) break;
5844     
5845     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5846     
5847     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5848     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5849     // simplified.
5850     if (ShAmt->uge(TypeBits))
5851       break;
5852     
5853     if (ICI.isEquality()) {
5854       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5855       // comparison cannot succeed.
5856       Constant *Comp =
5857         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5858       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5859         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5860         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5861         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5862       }
5863       
5864       if (LHSI->hasOneUse()) {
5865         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5866         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5867         Constant *Mask =
5868           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
5869         
5870         Instruction *AndI =
5871           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
5872                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5873         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5874         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5875                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
5876       }
5877     }
5878     
5879     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
5880     bool TrueIfSigned = false;
5881     if (LHSI->hasOneUse() &&
5882         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
5883       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
5884       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
5885                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
5886       Instruction *AndI =
5887         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
5888                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
5889       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5890       
5891       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
5892                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
5893     }
5894     break;
5895   }
5896     
5897   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
5898   case Instruction::AShr: {
5899     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
5900     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5901     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
5902
5903     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5904     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5905     // simplified.
5906     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5907     if (ShAmt->uge(TypeBits))
5908       break;
5909     
5910     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5911       
5912     // If we are comparing against bits always shifted out, the
5913     // comparison cannot succeed.
5914     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
5915     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
5916       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
5917     else
5918       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
5919     
5920     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
5921       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5922       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5923       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5924     }
5925     
5926     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
5927     // If so, we can compare against the unshifted value:
5928     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
5929     if (LHSI->hasOneUse() &&
5930         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
5931                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
5932       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5933                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5934     }
5935       
5936     if (LHSI->hasOneUse()) {
5937       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5938       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
5939       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
5940       
5941       Instruction *AndI =
5942         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
5943                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
5944       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5945       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5946                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5947     }
5948     break;
5949   }
5950     
5951   case Instruction::SDiv:
5952   case Instruction::UDiv:
5953     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
5954     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
5955     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
5956     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
5957     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
5958     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
5959     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
5960       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
5961                                           DivRHS))
5962         return R;
5963     break;
5964
5965   case Instruction::Add:
5966     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
5967
5968     if (!ICI.isEquality()) {
5969       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5970       if (!LHSC) break;
5971       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
5972
5973       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
5974                             .subtract(LHSV);
5975
5976       if (ICI.isSignedPredicate()) {
5977         if (CR.getLower().isSignBit()) {
5978           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
5979                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
5980         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
5981           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
5982                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
5983         }
5984       } else {
5985         if (CR.getLower().isMinValue()) {
5986           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
5987                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
5988         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
5989           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
5990                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
5991         }
5992       }
5993     }
5994     break;
5995   }
5996   
5997   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
5998   if (ICI.isEquality()) {
5999     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6000     
6001     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6002     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6003     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6004       switch (BO->getOpcode()) {
6005       case Instruction::SRem:
6006         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6007         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6008           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6009           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6010             Instruction *NewRem =
6011               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6012                                          BO->getName());
6013             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6014             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6015                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6016           }
6017         }
6018         break;
6019       case Instruction::Add:
6020         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6021         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6022           if (BO->hasOneUse())
6023             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6024                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6025         } else if (RHSV == 0) {
6026           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6027           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6028           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6029           
6030           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6031             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6032           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6033             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6034           else if (BO->hasOneUse()) {
6035             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(BOp1);
6036             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6037             Neg->takeName(BO);
6038             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6039           }
6040         }
6041         break;
6042       case Instruction::Xor:
6043         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6044         // the explicit xor.
6045         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6046           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6047                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6048         
6049         // FALLTHROUGH
6050       case Instruction::Sub:
6051         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6052         if (RHSV == 0)
6053           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6054                               BO->getOperand(1));
6055         break;
6056         
6057       case Instruction::Or:
6058         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6059         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6060         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6061           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6062           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6063             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6064                                                              isICMP_NE));
6065         }
6066         break;
6067         
6068       case Instruction::And:
6069         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6070           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6071           // comparison can never succeed!
6072           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6073             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6074                                                              isICMP_NE));
6075           
6076           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6077           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6078             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6079                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6080                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6081           
6082           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6083           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
6084             Value *X = BO->getOperand(0);
6085             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6086             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6087               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6088             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6089           }
6090           
6091           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6092           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6093             Value *X = BO->getOperand(0);
6094             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6095             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6096               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6097             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6098           }
6099         }
6100       default: break;
6101       }
6102     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6103       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6104       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6105         AddToWorkList(II);
6106         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6107         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6108         return &ICI;
6109       }
6110     }
6111   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6112             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6113             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6114     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6115       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6116       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6117       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6118       if (SrcTy->isInteger() && 
6119           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6120         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6121         // smaller constant values.
6122         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6123           // X u< 128 => X s> -1
6124           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6125                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6126         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6127                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6128           // X u> 127 => X s< 0
6129           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6130                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6131         }
6132       }
6133     }
6134   }
6135   return 0;
6136 }
6137
6138 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6139 /// We only handle extending casts so far.
6140 ///
6141 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6142   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6143   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6144   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6145   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6146   Value *RHSCIOp;
6147
6148   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6149   // integer type is the same size as the pointer type.
6150   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6151       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6152          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6153     Value *RHSOp = 0;
6154     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6155       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6156     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6157       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6158       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6159       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6160         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6161     }
6162
6163     if (RHSOp)
6164       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6165   }
6166   
6167   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6168   // Enforce this.
6169   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6170       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6171     return 0;
6172
6173   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6174   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6175
6176   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6177     // Not an extension from the same type?
6178     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6179     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6180       return 0;
6181     
6182     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6183     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6184     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6185       return 0;
6186
6187     // Deal with equality cases early.
6188     if (ICI.isEquality())
6189       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6190
6191     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6192     // signed comparison.
6193     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6194       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6195
6196     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6197     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6198   }
6199
6200   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6201   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6202   if (!CI)
6203     return 0;
6204
6205   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6206   // reextended to DestTy.
6207   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6208   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6209
6210   // If the re-extended constant didn't change...
6211   if (Res2 == CI) {
6212     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6213     // For example, we might have:
6214     //    %A = sext short %X to uint
6215     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6216     // It is incorrect to transform this into 
6217     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6218     // because %A may have negative value. 
6219     //
6220     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
6221     // OR operation is EQ/NE.
6222     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
6223       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6224     else
6225       return 0;
6226   }
6227
6228   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6229   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6230
6231   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6232   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6233   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6234     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6235   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6236     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6237
6238   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6239   // should have been folded away previously and not enter in here.
6240   Value *Result;
6241   if (isSignedCmp) {
6242     // We're performing a signed comparison.
6243     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6244       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6245     else
6246       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6247   } else {
6248     // We're performing an unsigned comparison.
6249     if (isSignedExt) {
6250       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6251       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6252       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6253       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6254                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6255     } else {
6256       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6257       Result = ConstantInt::getTrue();
6258     }
6259   }
6260
6261   // Finally, return the value computed.
6262   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6263       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
6264     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6265   } else {
6266     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6267             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6268            "ICmp should be folded!");
6269     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6270       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6271     else
6272       return BinaryOperator::CreateNot(Result);
6273   }
6274 }
6275
6276 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6277   return commonShiftTransforms(I);
6278 }
6279
6280 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6281   return commonShiftTransforms(I);
6282 }
6283
6284 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6285   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6286     return R;
6287   
6288   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6289   
6290   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6291   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6292     if (CSI->isAllOnesValue())
6293       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6294   
6295   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6296   if (MaskedValueIsZero(Op0, 
6297                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6298     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
6299   
6300   return 0;
6301 }
6302
6303 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6304   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6305   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6306
6307   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6308   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6309   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6310       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6311     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6312   
6313   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6314     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6315       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6316     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6317       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6318   }
6319   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6320     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6321       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6322     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6323       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6324   }
6325
6326   // Try to fold constant and into select arguments.
6327   if (isa<Constant>(Op0))
6328     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6329       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6330         return R;
6331
6332   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6333     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6334       return Res;
6335   return 0;
6336 }
6337
6338 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
6339                                                BinaryOperator &I) {
6340   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
6341
6342   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
6343   // purpose is to compute bits we don't care about.
6344   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6345   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
6346   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
6347                            KnownZero, KnownOne))
6348     return &I;
6349   
6350   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
6351   // of a signed value.
6352   //
6353   if (Op1->uge(TypeBits)) {
6354     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
6355       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6356     else {
6357       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
6358       return &I;
6359     }
6360   }
6361   
6362   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
6363   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
6364     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
6365       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6366         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
6367                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
6368   
6369   // Try to fold constant and into select arguments.
6370   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
6371     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6372       return R;
6373   if (isa<PHINode>(Op0))
6374     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6375       return NV;
6376   
6377   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
6378   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
6379     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
6380     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
6381     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
6382     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
6383     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
6384     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
6385     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
6386         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
6387       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
6388       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
6389       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
6390                                                 I.getName());
6391       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
6392
6393       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
6394       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
6395       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
6396       // other xforms later if dead.
6397       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6398       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6399       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
6400       
6401       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
6402       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
6403       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
6404       // mask as appropriate.
6405       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
6406         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
6407       else {
6408         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
6409         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
6410       }
6411
6412       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
6413                                                    TI->getName());
6414       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
6415
6416       // Return the value truncated to the interesting size.
6417       return new TruncInst(And, I.getType());
6418     }
6419   }
6420   
6421   if (Op0->hasOneUse()) {
6422     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6423       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6424       Value *V1, *V2;
6425       ConstantInt *CC;
6426       switch (Op0BO->getOpcode()) {
6427         default: break;
6428         case Instruction::Add:
6429         case Instruction::And:
6430         case Instruction::Or:
6431         case Instruction::Xor: {
6432           // These operators commute.
6433           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6434           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
6435               match(Op0BO->getOperand(1),
6436                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6437             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
6438                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
6439                                             Op0BO->getName());
6440             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6441             Instruction *X = 
6442               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
6443                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
6444             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6445             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6446             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
6447                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6448           }
6449           
6450           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
6451           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
6452           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
6453               match(Op0BOOp1, 
6454                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
6455               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6456               V2 == Op1) {
6457             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
6458                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
6459                                                      Op0BO->getName());
6460             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6461             Instruction *XM =
6462               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6463                                         V1->getName()+".mask");
6464             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6465             
6466             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
6467           }
6468         }
6469           
6470         // FALL THROUGH.
6471         case Instruction::Sub: {
6472           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6473           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6474               match(Op0BO->getOperand(0),
6475                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6476             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
6477                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6478                                                      Op0BO->getName());
6479             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6480             Instruction *X =
6481               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
6482                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
6483             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6484             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6485             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
6486                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6487           }
6488           
6489           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
6490           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6491               match(Op0BO->getOperand(0),
6492                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
6493                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
6494               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
6495                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6496             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
6497                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6498                                                      Op0BO->getName());
6499             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6500             Instruction *XM =
6501               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6502                                         V1->getName()+".mask");
6503             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6504             
6505             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
6506           }
6507           
6508           break;
6509         }
6510       }
6511       
6512       
6513       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
6514       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
6515       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
6516         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
6517         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
6518         
6519         switch (Op0BO->getOpcode()) {
6520           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
6521           case Instruction::Add:
6522             isValid = isLeftShift;
6523             break;
6524           case Instruction::Or:
6525           case Instruction::Xor:
6526             highBitSet = false;
6527             break;
6528           case Instruction::And:
6529             highBitSet = true;
6530             break;
6531         }
6532         
6533         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
6534         // by the logical operation, do not perform the transformation.
6535         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
6536         // the constant which would cause it to be modified for this
6537         // operation.
6538         //
6539         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
6540           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
6541         
6542         if (isValid) {
6543           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
6544           
6545           Instruction *NewShift =
6546             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
6547           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
6548           NewShift->takeName(Op0BO);
6549           
6550           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
6551                                         NewRHS);
6552         }
6553       }
6554     }
6555   }
6556   
6557   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
6558   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
6559   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
6560     ShiftOp = 0;
6561   
6562   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
6563     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
6564     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
6565     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6566     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
6567     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
6568     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
6569     
6570     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
6571     if (AmtSum > TypeBits)
6572       AmtSum = TypeBits;
6573     
6574     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
6575     
6576     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
6577     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
6578       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
6579                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6580     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
6581                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
6582       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
6583       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6584     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
6585                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6586       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
6587       Instruction *Shift =
6588         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6589       InsertNewInstBefore(Shift, I);
6590
6591       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6592       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6593     }
6594     
6595     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
6596     // right.  See if the amounts are equal.
6597     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
6598       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
6599       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6600         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6601         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6602       }
6603       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
6604       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6605         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6606         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6607       }
6608       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
6609       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
6610       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
6611       // generators.
6612       const Type *SExtType = 0;
6613       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
6614       case 1  :
6615       case 8  :
6616       case 16 :
6617       case 32 :
6618       case 64 :
6619       case 128:
6620         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
6621         break;
6622       default: break;
6623       }
6624       if (SExtType) {
6625         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
6626         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
6627         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
6628       }
6629       // Otherwise, we can't handle it yet.
6630     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
6631       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
6632       
6633       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
6634       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6635         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6636                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6637         Instruction *Shift =
6638           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6639         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6640         
6641         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6642         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6643       }
6644       
6645       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
6646       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6647         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6648         Instruction *Shift =
6649           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6650         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6651         
6652         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6653         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6654       }
6655       
6656       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6657     } else {
6658       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6659       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6660
6661       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6662       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6663         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6664                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6665         Instruction *Shift =
6666           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6667                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6668         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6669         
6670         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6671         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6672       }
6673       
6674       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6675       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6676         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6677         Instruction *Shift =
6678           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6679         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6680         
6681         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6682         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6683       }
6684       
6685       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6686     }
6687   }
6688   return 0;
6689 }
6690
6691
6692 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6693 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6694 /// X*Scale+Offset.
6695 ///
6696 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6697                                         int &Offset) {
6698   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6699   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6700     Offset = CI->getZExtValue();
6701     Scale  = 0;
6702     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6703   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
6704     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6705       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6706         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6707         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
6708         Offset = 0;
6709         return I->getOperand(0);
6710       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6711         // This value is scaled by 'RHS'.
6712         Scale = RHS->getZExtValue();
6713         Offset = 0;
6714         return I->getOperand(0);
6715       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6716         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6717         // where C1 is divisible by C2.
6718         unsigned SubScale;
6719         Value *SubVal = 
6720           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6721         Offset += RHS->getZExtValue();
6722         Scale = SubScale;
6723         return SubVal;
6724       }
6725     }
6726   }
6727
6728   // Otherwise, we can't look past this.
6729   Scale = 1;
6730   Offset = 0;
6731   return Val;
6732 }
6733
6734
6735 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6736 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6737 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6738                                                    AllocationInst &AI) {
6739   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6740   
6741   // Remove any uses of AI that are dead.
6742   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6743   
6744   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6745     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6746     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6747       while (UI != E && *UI == User)
6748         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6749       
6750       ++NumDeadInst;
6751       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6752       EraseInstFromFunction(*User);
6753     }
6754   }
6755   
6756   // Get the type really allocated and the type casted to.
6757   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6758   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6759   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6760
6761   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6762   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6763   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6764
6765   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6766   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6767   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6768   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6769
6770   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
6771   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
6772   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6773
6774   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6775   // size argument.
6776   unsigned ArraySizeScale;
6777   int ArrayOffset;
6778   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6779     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6780  
6781   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6782   // do the xform.
6783   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6784       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6785
6786   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6787   Value *Amt = 0;
6788   if (Scale == 1) {
6789     Amt = NumElements;
6790   } else {
6791     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6792     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6793     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6794       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6795     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6796     else if (Scale != 1) {
6797       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
6798       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6799     }
6800   }
6801   
6802   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6803     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6804     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
6805     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6806   }
6807   
6808   AllocationInst *New;
6809   if (isa<MallocInst>(AI))
6810     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6811   else
6812     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6813   InsertNewInstBefore(New, AI);
6814   New->takeName(&AI);
6815   
6816   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6817   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6818   // die soon.
6819   if (!AI.hasOneUse()) {
6820     AddUsesToWorkList(AI);
6821     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6822     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6823     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6824     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6825     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6826   }
6827   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6828 }
6829
6830 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6831 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6832 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6833 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6834 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6835 ///
6836 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6837 /// extension operation if Ty is larger.
6838 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6839                                               unsigned CastOpc,
6840                                               int &NumCastsRemoved) {
6841   // We can always evaluate constants in another type.
6842   if (isa<ConstantInt>(V))
6843     return true;
6844   
6845   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6846   if (!I) return false;
6847   
6848   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6849   
6850   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
6851   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
6852     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6853     // it, and this will remove a cast overall.
6854     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6855       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6856       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6857       // casts first.
6858       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6859         ++NumCastsRemoved;
6860       return true;
6861     }
6862   }
6863
6864   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
6865   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
6866   if (!I->hasOneUse()) return false;
6867
6868   switch (I->getOpcode()) {
6869   case Instruction::Add:
6870   case Instruction::Sub:
6871   case Instruction::And:
6872   case Instruction::Or:
6873   case Instruction::Xor:
6874     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
6875     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6876                                       NumCastsRemoved) &&
6877            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6878                                       NumCastsRemoved);
6879
6880   case Instruction::Mul:
6881     // A multiply can be truncated by truncating its operands.
6882     return Ty->getBitWidth() < OrigTy->getBitWidth() && 
6883            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6884                                       NumCastsRemoved) &&
6885            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6886                                       NumCastsRemoved);
6887
6888   case Instruction::Shl:
6889     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
6890     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
6891     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6892       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6893       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
6894           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
6895         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6896                                           NumCastsRemoved);
6897     }
6898     break;
6899   case Instruction::LShr:
6900     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
6901     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
6902     // already zeros.
6903     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6904       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
6905       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6906       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
6907           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
6908             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
6909           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
6910         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6911                                           NumCastsRemoved);
6912       }
6913     }
6914     break;
6915   case Instruction::ZExt:
6916   case Instruction::SExt:
6917   case Instruction::Trunc:
6918     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
6919     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
6920     // of casts in the input.
6921     if (I->getOpcode() == CastOpc)
6922       return true;
6923     
6924     break;
6925   default:
6926     // TODO: Can handle more cases here.
6927     break;
6928   }
6929   
6930   return false;
6931 }
6932
6933 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
6934 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
6935 /// evaluate the expression.
6936 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
6937                                              bool isSigned) {
6938   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
6939     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
6940
6941   // Otherwise, it must be an instruction.
6942   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
6943   Instruction *Res = 0;
6944   switch (I->getOpcode()) {
6945   case Instruction::Add:
6946   case Instruction::Sub:
6947   case Instruction::Mul:
6948   case Instruction::And:
6949   case Instruction::Or:
6950   case Instruction::Xor:
6951   case Instruction::AShr:
6952   case Instruction::LShr:
6953   case Instruction::Shl: {
6954     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
6955     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
6956     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
6957                                  LHS, RHS, I->getName());
6958     break;
6959   }    
6960   case Instruction::Trunc:
6961   case Instruction::ZExt:
6962   case Instruction::SExt:
6963     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
6964     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
6965     // new.
6966     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
6967       return I->getOperand(0);
6968     
6969     // Otherwise, must be the same type of case, so just reinsert a new one.
6970     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
6971                            Ty, I->getName());
6972     break;
6973   default: 
6974     // TODO: Can handle more cases here.
6975     assert(0 && "Unreachable!");
6976     break;
6977   }
6978   
6979   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
6980 }
6981
6982 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
6983 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
6984   Value *Src = CI.getOperand(0);
6985
6986   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
6987   // eliminate it now.
6988   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6989     if (Instruction::CastOps opc = 
6990         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
6991       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
6992       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
6993       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
6994     }
6995   }
6996
6997   // If we are casting a select then fold the cast into the select
6998   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
6999     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7000       return NV;
7001
7002   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7003   if (isa<PHINode>(Src))
7004     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7005       return NV;
7006   
7007   return 0;
7008 }
7009
7010 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7011 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7012   Value *Src = CI.getOperand(0);
7013   
7014   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7015     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7016     // this into a cast of the original pointer!
7017     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7018       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7019       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7020       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7021       AddToWorkList(GEP);
7022       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7023       return &CI;
7024     }
7025     
7026     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7027     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7028     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7029     // non-type-safe code.
7030     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7031       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7032         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7033         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7034         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7035         
7036         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7037         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7038         const Type *GEPIdxTy =
7039           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7040         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7041           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7042           
7043           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7044           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7045           // is something like [0 x {int, int}]
7046           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7047           int64_t FirstIdx = 0;
7048           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7049             FirstIdx = Offset/TySize;
7050             Offset %= TySize;
7051           
7052             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7053             if (Offset < 0) {
7054               --FirstIdx;
7055               Offset += TySize;
7056               assert(Offset >= 0);
7057             }
7058             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7059           }
7060           
7061           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7062
7063           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7064           while (Offset) {
7065             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7066               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7067               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7068                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7069                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7070               
7071                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7072                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7073               } else {
7074                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7075                 Offset = 0;
7076                 OrigBase = 0;
7077               }
7078             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7079               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7080               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7081                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7082                 Offset %= EltSize;
7083               } else {
7084                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7085               }
7086               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7087             } else {
7088               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7089               Offset = 0;
7090               OrigBase = 0;
7091             }
7092           }
7093           if (OrigBase) {
7094             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7095             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7096             // two.
7097             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7098                                                           NewIndices.begin(),
7099                                                           NewIndices.end(), "");
7100             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7101             NGEP->takeName(GEP);
7102             
7103             if (isa<BitCastInst>(CI))
7104               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7105             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7106             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7107           }
7108         }
7109       }      
7110     }
7111   }
7112     
7113   return commonCastTransforms(CI);
7114 }
7115
7116
7117
7118 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7119 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7120 /// cases.
7121 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7122 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7123   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7124     return Result;
7125
7126   Value *Src = CI.getOperand(0);
7127   const Type *SrcTy = Src->getType();
7128   const Type *DestTy = CI.getType();
7129   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7130   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7131
7132   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7133   // purpose is to compute bits we don't care about.
7134   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7135   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7136                            KnownZero, KnownOne))
7137     return &CI;
7138
7139   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7140   // can't do anything more. 
7141   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7142   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7143     return 0;
7144
7145   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7146   int NumCastsRemoved = 0;
7147   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7148       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7149                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7150     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7151     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7152     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7153     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7154     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7155     // require that two casts have been eliminated.
7156     bool DoXForm;
7157     switch (CI.getOpcode()) {
7158     default:
7159       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7160       // get here because of the check above.
7161       assert(0 && "Unknown cast type");
7162     case Instruction::Trunc:
7163       DoXForm = true;
7164       break;
7165     case Instruction::ZExt:
7166       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7167       break;
7168     case Instruction::SExt:
7169       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7170       break;
7171     }
7172     
7173     if (DoXForm) {
7174       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7175                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7176       assert(Res->getType() == DestTy);
7177       switch (CI.getOpcode()) {
7178       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7179       case Instruction::Trunc:
7180       case Instruction::BitCast:
7181         // Just replace this cast with the result.
7182         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7183       case Instruction::ZExt: {
7184         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7185         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7186         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7187                                                             SrcBitSize));
7188         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
7189       }
7190       case Instruction::SExt:
7191         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7192         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
7193             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7194                              CI), DestTy);
7195       }
7196     }
7197   }
7198   
7199   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7200   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7201
7202   switch (SrcI->getOpcode()) {
7203   case Instruction::Add:
7204   case Instruction::Mul:
7205   case Instruction::And:
7206   case Instruction::Or:
7207   case Instruction::Xor:
7208     // If we are discarding information, rewrite.
7209     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7210       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7211       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7212       // only be converting signedness, which is a noop.
7213       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7214           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7215           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7216         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7217         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
7218         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
7219         return BinaryOperator::Create(
7220             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7221       }
7222     }
7223
7224     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7225     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7226         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7227         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7228         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7229       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
7230       return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7231     }
7232     break;
7233   case Instruction::SDiv:
7234   case Instruction::UDiv:
7235   case Instruction::SRem:
7236   case Instruction::URem:
7237     // If we are just changing the sign, rewrite.
7238     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7239       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7240       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7241       // only be converting signedness, which is a noop.
7242       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7243           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7244         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
7245                                               Op0, DestTy, SrcI);
7246         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
7247                                               Op1, DestTy, SrcI);
7248         return BinaryOperator::Create(
7249           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7250       }
7251     }
7252     break;
7253
7254   case Instruction::Shl:
7255     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7256     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7257     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7258     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7259     // in the value.
7260     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7261         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7262       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7263           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7264       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
7265       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
7266       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
7267     }
7268     break;
7269   case Instruction::AShr:
7270     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7271     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7272     // simplifications.
7273     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7274         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7275       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7276       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7277         // Insert the new logical shift right.
7278         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, Op1);
7279       }
7280     }
7281     break;
7282   }
7283   return 0;
7284 }
7285
7286 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
7287   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7288     return Result;
7289   
7290   Value *Src = CI.getOperand(0);
7291   const Type *Ty = CI.getType();
7292   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7293   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7294   
7295   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
7296     switch (SrcI->getOpcode()) {
7297     default: break;
7298     case Instruction::LShr:
7299       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
7300       // are already zeros.
7301       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
7302         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
7303         
7304         // Get a mask for the bits shifting in.
7305         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
7306         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
7307         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
7308           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
7309             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
7310
7311           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
7312           // shift.
7313           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
7314           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
7315                                        Ty, CI);
7316           return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
7317         }
7318       } else {     // This is a variable shr.
7319         
7320         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
7321         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
7322         // loop-invariant and CSE'd.
7323         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
7324           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
7325
7326           Value *V = InsertNewInstBefore(
7327               BinaryOperator::CreateShl(One, SrcI->getOperand(1),
7328                                      "tmp"), CI);
7329           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(V,
7330                                                             SrcI->getOperand(0),
7331                                                             "tmp"), CI);
7332           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
7333           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
7334         }
7335       }
7336       break;
7337     }
7338   }
7339   
7340   return 0;
7341 }
7342
7343 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
7344 /// in order to eliminate the icmp.
7345 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
7346                                              bool DoXform) {
7347   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7348   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7349   // cast to integer to avoid the comparison.
7350   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7351     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7352       
7353     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
7354     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
7355     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7356         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
7357       if (!DoXform) return ICI;
7358
7359       Value *In = ICI->getOperand(0);
7360       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7361                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7362       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
7363                                                         In->getName()+".lobit"),
7364                                CI);
7365       if (In->getType() != CI.getType())
7366         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
7367                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
7368
7369       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
7370         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7371         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
7372                                                          In->getName()+".not"),
7373                                  CI);
7374       }
7375
7376       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7377     }
7378       
7379       
7380       
7381     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7382     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7383     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7384     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7385     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7386     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7387     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7388     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7389     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
7390         // This only works for EQ and NE
7391         ICI->isEquality()) {
7392       // If Op1C some other power of two, convert:
7393       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
7394       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
7395       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
7396       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
7397         
7398       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
7399       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
7400         if (!DoXform) return ICI;
7401
7402         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7403         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
7404           // (X&4) == 2 --> false
7405           // (X&4) != 2 --> true
7406           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
7407           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
7408           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7409         }
7410           
7411         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
7412         Value *In = ICI->getOperand(0);
7413         if (ShiftAmt) {
7414           // Perform a logical shr by shiftamt.
7415           // Insert the shift to put the result in the low bit.
7416           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
7417                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
7418                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
7419         }
7420           
7421         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
7422           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7423           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
7424           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
7425         }
7426           
7427         if (CI.getType() == In->getType())
7428           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7429         else
7430           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7431       }
7432     }
7433   }
7434
7435   return 0;
7436 }
7437
7438 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
7439   // If one of the common conversion will work ..
7440   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7441     return Result;
7442
7443   Value *Src = CI.getOperand(0);
7444
7445   // If this is a cast of a cast
7446   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7447     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
7448     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
7449     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
7450     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
7451       // Get the sizes of the types involved
7452       Value *A = CSrc->getOperand(0);
7453       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7454       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7455       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7456       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
7457       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
7458         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
7459         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
7460         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
7461         Instruction *And = 
7462           BinaryOperator::CreateAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
7463         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
7464         if (And->getType() != CI.getType()) {
7465           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
7466           InsertNewInstBefore(And, CI);
7467           And = CastInst::CreateIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7468         }
7469         return And;
7470       }
7471     }
7472   }
7473
7474   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
7475     return transformZExtICmp(ICI, CI);
7476
7477   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
7478   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
7479     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
7480     // of the (zext icmp) will be transformed.
7481     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
7482     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
7483     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
7484         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
7485          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
7486       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
7487       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
7488       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
7489     }
7490   }
7491
7492   return 0;
7493 }
7494
7495 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
7496   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
7497     return I;
7498   
7499   Value *Src = CI.getOperand(0);
7500   
7501   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
7502   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
7503   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
7504     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7505     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7506     // cast to integer to avoid the comparison.
7507     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7508       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7509       
7510       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
7511       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
7512       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7513           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7514         Value *In = ICI->getOperand(0);
7515         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7516                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7517         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
7518                                                         In->getName()+".lobit"),
7519                                  CI);
7520         if (In->getType() != CI.getType())
7521           In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
7522                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
7523         
7524         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
7525           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
7526                                      In->getName()+".not"), CI);
7527         
7528         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7529       }
7530     }
7531   }
7532
7533   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
7534   // eliminate the trunc/sext pair.
7535   if (getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
7536     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
7537     unsigned OpBits   = cast<IntegerType>(Op->getType())->getBitWidth();
7538     unsigned MidBits  = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7539     unsigned DestBits = cast<IntegerType>(CI.getType())->getBitWidth();
7540     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
7541
7542     if (OpBits == DestBits) {
7543       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
7544       // bits, it is already ready.
7545       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
7546         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
7547     } else if (OpBits < DestBits) {
7548       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
7549       // bits, just sext from i32.
7550       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
7551         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
7552     } else {
7553       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
7554       // bits, just truncate to i32.
7555       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
7556         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
7557     }
7558   }
7559       
7560   return 0;
7561 }
7562
7563 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
7564 /// in the specified FP type without changing its value.
7565 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
7566   APFloat F = CFP->getValueAPF();
7567   if (F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven) == APFloat::opOK)
7568     return ConstantFP::get(F);
7569   return 0;
7570 }
7571
7572 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
7573 /// through it until we get the source value.
7574 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
7575   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
7576     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
7577       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
7578   
7579   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
7580   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
7581   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
7582   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
7583     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
7584       return V;  // No constant folding of this.
7585     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
7586     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
7587       return V;
7588     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
7589       return V;  // Won't shrink.
7590     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
7591       return V;
7592     // Don't try to shrink to various long double types.
7593   }
7594   
7595   return V;
7596 }
7597
7598 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
7599   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7600     return I;
7601   
7602   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
7603   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
7604   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
7605   // many builtins (sqrt, etc).
7606   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
7607   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
7608     switch (OpI->getOpcode()) {
7609     default: break;
7610     case Instruction::Add:
7611     case Instruction::Sub:
7612     case Instruction::Mul:
7613     case Instruction::FDiv:
7614     case Instruction::FRem:
7615       const Type *SrcTy = OpI->getType();
7616       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
7617       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
7618       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
7619           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
7620         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7621         // If the source types were both smaller than the destination type of
7622         // the cast, do this xform.
7623         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
7624             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
7625           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
7626                                       CI.getType(), CI);
7627           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
7628                                       CI.getType(), CI);
7629           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
7630         }
7631       }
7632       break;  
7633     }
7634   }
7635   return 0;
7636 }
7637
7638 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
7639   return commonCastTransforms(CI);
7640 }
7641
7642 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
7643   // fptoui(uitofp(X)) --> X  if the intermediate type has enough bits in its
7644   // mantissa to accurately represent all values of X.  For example, do not
7645   // do this with i64->float->i64.
7646   if (UIToFPInst *SrcI = dyn_cast<UIToFPInst>(FI.getOperand(0)))
7647     if (SrcI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
7648         (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() < /*extra bit for sign */
7649                     SrcI->getType()->getFPMantissaWidth())
7650       return ReplaceInstUsesWith(FI, SrcI->getOperand(0));
7651
7652   return commonCastTransforms(FI);
7653 }
7654
7655 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
7656   // fptosi(sitofp(X)) --> X  if the intermediate type has enough bits in its
7657   // mantissa to accurately represent all values of X.  For example, do not
7658   // do this with i64->float->i64.
7659   if (SIToFPInst *SrcI = dyn_cast<SIToFPInst>(FI.getOperand(0)))
7660     if (SrcI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
7661         (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 
7662                     SrcI->getType()->getFPMantissaWidth())
7663       return ReplaceInstUsesWith(FI, SrcI->getOperand(0));
7664   
7665   return commonCastTransforms(FI);
7666 }
7667
7668 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
7669   return commonCastTransforms(CI);
7670 }
7671
7672 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
7673   return commonCastTransforms(CI);
7674 }
7675
7676 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
7677   return commonPointerCastTransforms(CI);
7678 }
7679
7680 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
7681   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7682     return I;
7683   
7684   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
7685   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
7686
7687   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
7688   ConstantInt *Cst;
7689   Value *X;
7690   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
7691                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
7692     // If the source and destination operands have the same type, see if this
7693     // is a single-index GEP.
7694     if (X->getType() == CI.getType()) {
7695       // Get the size of the pointee type.
7696       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
7697
7698       // Convert the constant to intptr type.
7699       APInt Offset = Cst->getValue();
7700       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7701
7702       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7703       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7704         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7705         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
7706       }
7707     }
7708     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
7709     // struct etc.
7710   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
7711              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
7712     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
7713     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
7714     
7715     // Get the size of the pointee type.
7716     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
7717     
7718     // Convert the constant to intptr type.
7719     APInt Offset = Cst->getValue();
7720     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7721     
7722     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7723     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7724       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7725       
7726       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
7727                                                             "tmp"), CI);
7728       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
7729     }
7730   }
7731   return 0;
7732 }
7733
7734 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
7735   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
7736   // otherwise just apply the common ones.
7737   Value *Src = CI.getOperand(0);
7738   const Type *SrcTy = Src->getType();
7739   const Type *DestTy = CI.getType();
7740
7741   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
7742     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7743       return Result;
7744   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
7745     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
7746       return I;
7747   } else {
7748     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7749       return Result;
7750   }
7751
7752
7753   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
7754   // be replaced by the operand.
7755   if (DestTy == Src->getType())
7756     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
7757
7758   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
7759     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
7760     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
7761     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
7762     
7763     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
7764     // required for changing types.
7765     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
7766       return 0;
7767     
7768     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
7769     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
7770     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
7771       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
7772         return V;
7773     
7774     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
7775     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
7776     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
7777     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
7778     unsigned NumZeros = 0;
7779     while (SrcElTy != DstElTy && 
7780            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
7781            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
7782       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
7783       ++NumZeros;
7784     }
7785
7786     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
7787     if (SrcElTy == DstElTy) {
7788       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
7789       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
7790                                        ((Instruction*) NULL));
7791     }
7792   }
7793
7794   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
7795     if (SVI->hasOneUse()) {
7796       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
7797       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
7798       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
7799           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
7800                 SVI->getType()->getNumElements()) {
7801         CastInst *Tmp;
7802         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
7803         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
7804         // us to eliminate at least one cast.
7805         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
7806              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
7807             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
7808              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
7809           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7810                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
7811           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7812                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
7813           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
7814           // know the vector types match #elts.
7815           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
7816         }
7817       }
7818     }
7819   }
7820   return 0;
7821 }
7822
7823 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
7824 ///   %C = or %A, %B
7825 ///   %D = select %cond, %C, %A
7826 /// into:
7827 ///   %C = select %cond, %B, 0
7828 ///   %D = or %A, %C
7829 ///
7830 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
7831 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
7832 /// equal the other incoming value of the select.
7833 ///
7834 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
7835   switch (I->getOpcode()) {
7836   case Instruction::Add:
7837   case Instruction::Mul:
7838   case Instruction::And:
7839   case Instruction::Or:
7840   case Instruction::Xor:
7841     return 3;              // Can fold through either operand.
7842   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
7843   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
7844   case Instruction::LShr:
7845   case Instruction::AShr:
7846     return 1;
7847   default:
7848     return 0;              // Cannot fold
7849   }
7850 }
7851
7852 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
7853 /// function, return the identity constant that goes into the select.
7854 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
7855   switch (I->getOpcode()) {
7856   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
7857   case Instruction::Add:
7858   case Instruction::Sub:
7859   case Instruction::Or:
7860   case Instruction::Xor:
7861   case Instruction::Shl:
7862   case Instruction::LShr:
7863   case Instruction::AShr:
7864     return Constant::getNullValue(I->getType());
7865   case Instruction::And:
7866     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
7867   case Instruction::Mul:
7868     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
7869   }
7870 }
7871
7872 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
7873 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
7874 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
7875                                           Instruction *FI) {
7876   if (TI->getNumOperands() == 1) {
7877     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
7878     // merge.
7879     if (TI->isCast()) {
7880       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
7881         return 0;
7882     } else {
7883       return 0;  // unknown unary op.
7884     }
7885
7886     // Fold this by inserting a select from the input values.
7887     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
7888                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
7889     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7890     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
7891                             TI->getType());
7892   }
7893
7894   // Only handle binary operators here.
7895   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
7896     return 0;
7897
7898   // Figure out if the operations have any operands in common.
7899   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
7900   bool MatchIsOpZero;
7901   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
7902     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7903     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7904     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7905     MatchIsOpZero = true;
7906   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
7907     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7908     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7909     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7910     MatchIsOpZero = false;
7911   } else if (!TI->isCommutative()) {
7912     return 0;
7913   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
7914     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7915     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7916     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7917     MatchIsOpZero = true;
7918   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
7919     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7920     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7921     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7922     MatchIsOpZero = true;
7923   } else {
7924     return 0;
7925   }
7926
7927   // If we reach here, they do have operations in common.
7928   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
7929                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
7930   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7931
7932   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
7933     if (MatchIsOpZero)
7934       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
7935     else
7936       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
7937   }
7938   assert(0 && "Shouldn't get here");
7939   return 0;
7940 }
7941
7942 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
7943   Value *CondVal = SI.getCondition();
7944   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
7945   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
7946
7947   // select true, X, Y  -> X
7948   // select false, X, Y -> Y
7949   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
7950     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
7951
7952   // select C, X, X -> X
7953   if (TrueVal == FalseVal)
7954     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7955
7956   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
7957     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7958   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
7959     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7960   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
7961     if (isa<Constant>(TrueVal))
7962       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7963     else
7964       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7965   }
7966
7967   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
7968     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
7969       if (C->getZExtValue()) {
7970         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
7971         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
7972       } else {
7973         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
7974         Value *NotCond =
7975           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
7976                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7977         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
7978       }
7979     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7980       if (C->getZExtValue() == false) {
7981         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
7982         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
7983       } else {
7984         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
7985         Value *NotCond =
7986           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
7987                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7988         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
7989       }
7990     }
7991     
7992     // select a, b, a  -> a&b
7993     // select a, a, b  -> a|b
7994     if (CondVal == TrueVal)
7995       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
7996     else if (CondVal == FalseVal)
7997       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
7998   }
7999
8000   // Selecting between two integer constants?
8001   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8002     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8003       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8004       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8005         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8006       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8007         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8008         Value *NotCond =
8009           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8010                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8011         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8012       }
8013       
8014       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
8015
8016       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8017
8018         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8019         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8020           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8021             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8022               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8023               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8024               Value *X = IC->getOperand(0);
8025               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8026               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8027               Instruction *SRA = BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, X,
8028                                                         ShAmt, "ones");
8029               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8030               
8031               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
8032               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
8033               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
8034               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8035               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8036               if (SRASize < SISize)
8037                 opc = Instruction::SExt;
8038               else if (SRASize > SISize)
8039                 opc = Instruction::Trunc;
8040               return CastInst::Create(opc, SRA, SI.getType());
8041             }
8042           }
8043
8044
8045         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8046         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8047         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8048         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8049         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8050           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8051               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8052             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8053               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8054                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8055                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8056                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8057                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8058                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8059                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8060                 // true or false val is the zero.
8061                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8062                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8063                 Value *V = ICA;
8064                 if (ShouldNotVal)
8065                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
8066                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8067                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8068               }
8069       }
8070     }
8071
8072   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8073   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8074     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8075       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8076       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8077         // This is not safe in general for floating point:  
8078         // consider X== -0, Y== +0.
8079         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8080         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8081         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8082               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8083             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8084              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8085         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8086       }
8087       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8088       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8089         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8090       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8091
8092     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8093       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8094       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8095         // This is not safe in general for floating point:  
8096         // consider X== -0, Y== +0.
8097         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8098         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8099         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8100               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8101             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8102              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8103           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8104       }
8105       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8106       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8107         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8108       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8109     }
8110   }
8111
8112   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8113   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
8114     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
8115       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8116       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
8117         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8118       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8119       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
8120         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8121       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8122
8123     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
8124       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8125       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
8126         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8127       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8128       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
8129         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8130       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8131     }
8132   }
8133
8134   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8135     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8136       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8137         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8138
8139         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8140         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8141           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8142             return IV;
8143
8144         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8145         // even legal for FP.
8146         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8147             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8148           AddOp = FI; SubOp = TI;
8149         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8150                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8151           AddOp = TI; SubOp = FI;
8152         }
8153
8154         if (AddOp) {
8155           Value *OtherAddOp = 0;
8156           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8157             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8158           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8159             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8160           }
8161
8162           if (OtherAddOp) {
8163             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
8164             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
8165             Value *NegVal;  // Compute -Z
8166             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
8167               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
8168             } else {
8169               NegVal = InsertNewInstBefore(
8170                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
8171             }
8172
8173             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
8174             Value *NewFalseOp = NegVal;
8175             if (AddOp != TI)
8176               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
8177             Instruction *NewSel =
8178               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
8179                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
8180
8181             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8182             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
8183           }
8184         }
8185       }
8186
8187   // See if we can fold the select into one of our operands.
8188   if (SI.getType()->isInteger()) {
8189     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
8190     // transformation we are doing here.
8191     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8192       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
8193           !isa<Constant>(FalseVal))
8194         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
8195           unsigned OpToFold = 0;
8196           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
8197             OpToFold = 1;
8198           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
8199             OpToFold = 2;
8200           }
8201
8202           if (OpToFold) {
8203             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
8204             Instruction *NewSel =
8205               SelectInst::Create(SI.getCondition(),
8206                                  TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
8207             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8208             NewSel->takeName(TVI);
8209             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
8210               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
8211             else {
8212               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8213             }
8214           }
8215         }
8216
8217     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8218       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
8219           !isa<Constant>(TrueVal))
8220         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
8221           unsigned OpToFold = 0;
8222           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
8223             OpToFold = 1;
8224           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
8225             OpToFold = 2;
8226           }
8227
8228           if (OpToFold) {
8229             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
8230             Instruction *NewSel =
8231               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C,
8232                                  FVI->getOperand(2-OpToFold));
8233             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8234             NewSel->takeName(FVI);
8235             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
8236               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
8237             else
8238               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8239           }
8240         }
8241   }
8242
8243   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
8244     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
8245     SI.setOperand(1, FalseVal);
8246     SI.setOperand(2, TrueVal);
8247     return &SI;
8248   }
8249
8250   return 0;
8251 }
8252
8253 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
8254 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
8255 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
8256 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
8257 /// their preferred alignment from the beginning.
8258 ///
8259 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
8260                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
8261
8262   User *U = dyn_cast<User>(V);
8263   if (!U) return Align;
8264
8265   switch (getOpcode(U)) {
8266   default: break;
8267   case Instruction::BitCast:
8268     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
8269   case Instruction::GetElementPtr: {
8270     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
8271     bool AllZeroOperands = true;
8272     for (unsigned i = 1, e = U->getNumOperands(); i != e; ++i)
8273       if (!isa<Constant>(U->getOperand(i)) ||
8274           !cast<Constant>(U->getOperand(i))->isNullValue()) {
8275         AllZeroOperands = false;
8276         break;
8277       }
8278
8279     if (AllZeroOperands) {
8280       // Treat this like a bitcast.
8281       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
8282     }
8283     break;
8284   }
8285   }
8286
8287   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
8288     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
8289     // of the global.
8290     if (!GV->isDeclaration()) {
8291       GV->setAlignment(PrefAlign);
8292       Align = PrefAlign;
8293     }
8294   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
8295     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
8296     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
8297     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
8298       AI->setAlignment(PrefAlign);
8299       Align = PrefAlign;
8300     }
8301   }
8302
8303   return Align;
8304 }
8305
8306 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
8307 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
8308 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
8309 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
8310 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
8311                                                   unsigned PrefAlign) {
8312   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
8313                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
8314   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
8315   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8316   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
8317   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
8318   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
8319
8320   if (PrefAlign > Align)
8321     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
8322   
8323     // We don't need to make any adjustment.
8324   return Align;
8325 }
8326
8327 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
8328   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
8329   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
8330   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
8331   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
8332
8333   if (CopyAlign < MinAlign) {
8334     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
8335     return MI;
8336   }
8337   
8338   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
8339   // load/store.
8340   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
8341   if (MemOpLength == 0) return 0;
8342   
8343   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
8344   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
8345   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
8346   // case.
8347   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
8348   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
8349   
8350   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
8351     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
8352   
8353   // Use an integer load+store unless we can find something better.
8354   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
8355   
8356   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
8357   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
8358   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
8359   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
8360   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
8361   // integer datatype.
8362   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
8363     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
8364     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
8365       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
8366       // down through these levels if so.
8367       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
8368         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
8369           if (STy->getNumElements() == 1)
8370             SrcETy = STy->getElementType(0);
8371           else
8372             break;
8373         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
8374           if (ATy->getNumElements() == 1)
8375             SrcETy = ATy->getElementType();
8376           else
8377             break;
8378         } else
8379           break;
8380       }
8381       
8382       if (SrcETy->isSingleValueType())
8383         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
8384     }
8385   }
8386   
8387   
8388   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
8389   // infer, use it.
8390   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
8391   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
8392   
8393   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
8394   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
8395   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
8396   InsertNewInstBefore(L, *MI);
8397   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
8398
8399   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
8400   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
8401   return MI;
8402 }
8403
8404 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
8405   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
8406   if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
8407     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
8408     return MI;
8409   }
8410   
8411   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
8412   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
8413   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
8414   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
8415     return 0;
8416   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
8417   Alignment = MI->getAlignment()->getZExtValue();
8418   
8419   // If the length is zero, this is a no-op
8420   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
8421   
8422   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
8423   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
8424     const Type *ITy = IntegerType::get(Len*8);  // n=1 -> i8.
8425     
8426     Value *Dest = MI->getDest();
8427     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, PointerType::getUnqual(ITy), *MI);
8428
8429     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
8430     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
8431     
8432     // Extract the fill value and store.
8433     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
8434     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest, false,
8435                                       Alignment), *MI);
8436     
8437     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
8438     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
8439     return MI;
8440   }
8441
8442   return 0;
8443 }
8444
8445
8446 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
8447 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
8448 /// the heavy lifting.
8449 ///
8450 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
8451   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
8452   if (!II) return visitCallSite(&CI);
8453   
8454   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
8455   // visitCallSite.
8456   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
8457     bool Changed = false;
8458
8459     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
8460     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
8461       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
8462
8463       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
8464         if (CI->getZExtValue() == 1) {
8465           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
8466           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
8467           // alignment is sufficient.
8468         }
8469     }
8470
8471     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
8472     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
8473     // into a call to memcpy.
8474     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
8475       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
8476         if (GVSrc->isConstant()) {
8477           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
8478           Intrinsic::ID MemCpyID;
8479           if (CI.getOperand(3)->getType() == Type::Int32Ty)
8480             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i32;
8481           else
8482             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i64;
8483           CI.setOperand(0, Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID));
8484           Changed = true;
8485         }
8486
8487       // memmove(x,x,size) -> noop.
8488       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
8489         return EraseInstFromFunction(CI);
8490     }
8491
8492     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
8493     // set, update the alignment.
8494     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
8495       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
8496         return I;
8497     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
8498       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
8499         return I;
8500     }
8501           
8502     if (Changed) return II;
8503   } else {
8504     switch (II->getIntrinsicID()) {
8505     default: break;
8506     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
8507     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
8508     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
8509     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
8510     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
8511       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
8512       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
8513       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
8514         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
8515                                          PointerType::getUnqual(II->getType()),
8516                                          CI);
8517         return new LoadInst(Ptr);
8518       }
8519       break;
8520     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
8521     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
8522       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
8523       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
8524         const Type *OpPtrTy = 
8525           PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
8526         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
8527         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
8528       }
8529       break;
8530     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
8531     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
8532     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
8533     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
8534       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
8535       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
8536         const Type *OpPtrTy = 
8537           PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
8538         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
8539         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
8540       }
8541       break;
8542       
8543     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
8544       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
8545       // we can simplify the input based on that, do so now.
8546       uint64_t UndefElts;
8547       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
8548                                                 UndefElts)) {
8549         II->setOperand(1, V);
8550         return II;
8551       }
8552       break;
8553     }
8554       
8555     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
8556       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
8557       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
8558         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
8559         
8560         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
8561         bool AllEltsOk = true;
8562         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8563           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
8564               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
8565             AllEltsOk = false;
8566             break;
8567           }
8568         }
8569         
8570         if (AllEltsOk) {
8571           // Cast the input vectors to byte vectors.
8572           Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
8573           Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
8574           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
8575           
8576           // Only extract each element once.
8577           Value *ExtractedElts[32];
8578           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
8579           
8580           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8581             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
8582               continue;
8583             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
8584             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
8585             
8586             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
8587               Instruction *Elt = 
8588                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
8589               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
8590               ExtractedElts[Idx] = Elt;
8591             }
8592           
8593             // Insert this value into the result vector.
8594             Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
8595                                                i, "tmp");
8596             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
8597           }
8598           return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
8599         }
8600       }
8601       break;
8602
8603     case Intrinsic::stackrestore: {
8604       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
8605       // happen when variable allocas are DCE'd.
8606       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
8607         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
8608           BasicBlock::iterator BI = SS;
8609           if (&*++BI == II)
8610             return EraseInstFromFunction(CI);
8611         }
8612       }
8613       
8614       // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
8615       // same block without an intervening call/alloca.
8616       BasicBlock::iterator BI = II;
8617       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
8618       bool CannotRemove = false;
8619       for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
8620         if (isa<AllocaInst>(BI)) {
8621           CannotRemove = true;
8622           break;
8623         }
8624         if (isa<CallInst>(BI)) {
8625           if (!isa<IntrinsicInst>(BI)) {
8626             CannotRemove = true;
8627             break;
8628           }
8629           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
8630           return EraseInstFromFunction(CI);
8631         }
8632       }
8633       
8634       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
8635       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
8636       if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
8637         return EraseInstFromFunction(CI);
8638       break;
8639     }
8640     }
8641   }
8642
8643   return visitCallSite(II);
8644 }
8645
8646 // InvokeInst simplification
8647 //
8648 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
8649   return visitCallSite(&II);
8650 }
8651
8652 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
8653 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
8654 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
8655                                          const CastInst * const CI,
8656                                          const TargetData * const TD,
8657                                          const int ix) {
8658   if (!CI->isLosslessCast())
8659     return false;
8660
8661   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
8662   // can't change to a type with a different size.  If the size were
8663   // passed explicitly we could avoid this check.
8664   if (!CS.paramHasAttr(ix, ParamAttr::ByVal))
8665     return true;
8666
8667   const Type* SrcTy = 
8668             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
8669   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
8670   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
8671     return false;
8672   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
8673     return false;
8674   return true;
8675 }
8676
8677 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
8678 //
8679 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
8680   bool Changed = false;
8681
8682   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
8683   // to the arguments of the call/invoke.
8684   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
8685
8686   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8687
8688   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
8689     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
8690       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
8691       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
8692       // be unreachable, as the call is undefined.
8693       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8694                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
8695                                     OldCall);
8696       if (!OldCall->use_empty())
8697         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
8698       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
8699         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
8700       return 0;
8701     }
8702
8703   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
8704     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
8705     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
8706     // that we can't modify the CFG here.
8707     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8708                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
8709                   CS.getInstruction());
8710
8711     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
8712       CS.getInstruction()->
8713         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
8714
8715     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
8716       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
8717       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8718                          ConstantInt::getTrue(), II);
8719     }
8720     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
8721   }
8722
8723   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
8724     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
8725       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
8726         return transformCallThroughTrampoline(CS);
8727
8728   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8729   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8730   if (FTy->isVarArg()) {
8731     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
8732     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
8733     // the call.
8734     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
8735            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
8736       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
8737       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
8738         *I = CI->getOperand(0);
8739         Changed = true;
8740       }
8741     }
8742   }
8743
8744   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
8745     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
8746     CS.setDoesNotThrow();
8747     Changed = true;
8748   }
8749
8750   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
8751 }
8752
8753 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
8754 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
8755 //
8756 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
8757   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
8758   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
8759   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
8760       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
8761     return false;
8762   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
8763   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8764   const PAListPtr &CallerPAL = CS.getParamAttrs();
8765
8766   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
8767   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
8768   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
8769   //
8770   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
8771   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
8772   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
8773
8774   if (isa<StructType>(NewRetTy))
8775     return false; // TODO: Handle multiple return values.
8776
8777   // Check to see if we are changing the return type...
8778   if (OldRetTy != NewRetTy) {
8779     if (Callee->isDeclaration() &&
8780         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
8781         // a pointer to an integer of the same size.
8782         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
8783           isa<PointerType>(NewRetTy) || NewRetTy == TD->getIntPtrType()))
8784       return false;   // Cannot transform this return value.
8785
8786     if (!Caller->use_empty() &&
8787         // void -> non-void is handled specially
8788         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
8789       return false;   // Cannot transform this return value.
8790
8791     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
8792       ParameterAttributes RAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(0);
8793       if (RAttrs & ParamAttr::typeIncompatible(NewRetTy))
8794         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8795     }
8796
8797     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
8798     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
8799     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
8800     // the critical edge).  Bail out in this case.
8801     if (!Caller->use_empty())
8802       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
8803         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
8804              UI != E; ++UI)
8805           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
8806             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
8807                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
8808               return false;
8809   }
8810
8811   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
8812   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
8813
8814   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
8815   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
8816     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8817     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
8818
8819     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
8820       return false;   // Cannot transform this parameter value.
8821
8822     if (CallerPAL.getParamAttrs(i + 1) & ParamAttr::typeIncompatible(ParamTy))
8823       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8824
8825     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
8826     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
8827     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
8828       ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
8829        (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType()));
8830     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
8831   }
8832
8833   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
8834       Callee->isDeclaration())
8835     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
8836
8837   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
8838       !CallerPAL.isEmpty())
8839     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
8840     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
8841     // that are compatible with being a vararg call argument.
8842     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
8843       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
8844         break;
8845       ParameterAttributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
8846       if (PAttrs & ParamAttr::VarArgsIncompatible)
8847         return false;
8848     }
8849
8850   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
8851   // inserting cast instructions as necessary...
8852   std::vector<Value*> Args;
8853   Args.reserve(NumActualArgs);
8854   SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> attrVec;
8855   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
8856
8857   // Get any return attributes.
8858   ParameterAttributes RAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(0);
8859
8860   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
8861   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
8862   RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(NewRetTy);
8863
8864   // Add the new return attributes.
8865   if (RAttrs)
8866     attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
8867
8868   AI = CS.arg_begin();
8869   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
8870     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8871     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
8872       Args.push_back(*AI);
8873     } else {
8874       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
8875           false, ParamTy, false);
8876       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
8877       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
8878     }
8879
8880     // Add any parameter attributes.
8881     if (ParameterAttributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(i + 1))
8882       attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8883   }
8884
8885   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
8886   // now...
8887   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
8888     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
8889
8890   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
8891   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
8892     if (!FT->isVarArg()) {
8893       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
8894            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
8895     } else {
8896       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
8897       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
8898         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
8899         if (PTy != (*AI)->getType()) {
8900           // Must promote to pass through va_arg area!
8901           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
8902                                                                 PTy, false);
8903           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
8904           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
8905           Args.push_back(Cast);
8906         } else {
8907           Args.push_back(*AI);
8908         }
8909
8910         // Add any parameter attributes.
8911         if (ParameterAttributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(i + 1))
8912           attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8913       }
8914     }
8915   }
8916
8917   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
8918     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
8919
8920   const PAListPtr &NewCallerPAL = PAListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
8921
8922   Instruction *NC;
8923   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8924     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8925                             Args.begin(), Args.end(),
8926                             Caller->getName(), Caller);
8927     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8928     cast<InvokeInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8929   } else {
8930     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
8931                           Caller->getName(), Caller);
8932     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
8933     if (CI->isTailCall())
8934       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
8935     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
8936     cast<CallInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8937   }
8938
8939   // Insert a cast of the return type as necessary.
8940   Value *NV = NC;
8941   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
8942     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
8943       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
8944                                                             OldRetTy, false);
8945       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
8946
8947       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
8948       // non-phi, instruction in the normal successor block.
8949       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8950         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
8951         InsertNewInstBefore(NC, *I);
8952       } else {
8953         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
8954         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
8955       }
8956       AddUsersToWorkList(*Caller);
8957     } else {
8958       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
8959     }
8960   }
8961
8962   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8963     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
8964   Caller->eraseFromParent();
8965   RemoveFromWorkList(Caller);
8966   return true;
8967 }
8968
8969 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
8970 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
8971 //
8972 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
8973   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8974   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8975   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8976   const PAListPtr &Attrs = CS.getParamAttrs();
8977
8978   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
8979   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
8980   if (Attrs.hasAttrSomewhere(ParamAttr::Nest))
8981     return 0;
8982
8983   IntrinsicInst *Tramp =
8984     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
8985
8986   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
8987   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
8988   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
8989
8990   const PAListPtr &NestAttrs = NestF->getParamAttrs();
8991   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
8992     unsigned NestIdx = 1;
8993     const Type *NestTy = 0;
8994     ParameterAttributes NestAttr = ParamAttr::None;
8995
8996     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
8997     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
8998          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
8999       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, ParamAttr::Nest)) {
9000         // Record the parameter type and any other attributes.
9001         NestTy = *I;
9002         NestAttr = NestAttrs.getParamAttrs(NestIdx);
9003         break;
9004       }
9005
9006     if (NestTy) {
9007       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9008       std::vector<Value*> NewArgs;
9009       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9010
9011       SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> NewAttrs;
9012       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9013
9014       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9015       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9016
9017       // Add any function result attributes.
9018       if (ParameterAttributes Attr = Attrs.getParamAttrs(0))
9019         NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, Attr));
9020
9021       {
9022         unsigned Idx = 1;
9023         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9024         do {
9025           if (Idx == NestIdx) {
9026             // Add the chain argument and attributes.
9027             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9028             if (NestVal->getType() != NestTy)
9029               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9030             NewArgs.push_back(NestVal);
9031             NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9032           }
9033
9034           if (I == E)
9035             break;
9036
9037           // Add the original argument and attributes.
9038           NewArgs.push_back(*I);
9039           if (ParameterAttributes Attr = Attrs.getParamAttrs(Idx))
9040             NewAttrs.push_back
9041               (ParamAttrsWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9042
9043           ++Idx, ++I;
9044         } while (1);
9045       }
9046
9047       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9048       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9049       // with the chain parameter inserted.
9050
9051       std::vector<const Type*> NewTypes;
9052       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9053
9054       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9055       // mean appending it.
9056       {
9057         unsigned Idx = 1;
9058         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9059           E = FTy->param_end();
9060
9061         do {
9062           if (Idx == NestIdx)
9063             // Add the chain's type.
9064             NewTypes.push_back(NestTy);
9065
9066           if (I == E)
9067             break;
9068
9069           // Add the original type.
9070           NewTypes.push_back(*I);
9071
9072           ++Idx, ++I;
9073         } while (1);
9074       }
9075
9076       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9077       // code sort out any function type mismatches.
9078       FunctionType *NewFTy =
9079         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9080       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9081         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9082       const PAListPtr &NewPAL = PAListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9083
9084       Instruction *NewCaller;
9085       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9086         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9087                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9088                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9089                                        Caller->getName(), Caller);
9090         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9091         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
9092       } else {
9093         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9094                                      Caller->getName(), Caller);
9095         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9096           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9097         cast<CallInst>(NewCaller)->
9098           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9099         cast<CallInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
9100       }
9101       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9102         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9103       Caller->eraseFromParent();
9104       RemoveFromWorkList(Caller);
9105       return 0;
9106     }
9107   }
9108
9109   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9110   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9111   // code sort out any function type mismatches.
9112   Constant *NewCallee =
9113     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9114   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9115   return CS.getInstruction();
9116 }
9117
9118 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9119 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9120 /// and a single binop.
9121 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9122   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9123   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
9124          isa<CmpInst>(FirstInst));
9125   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9126   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9127   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9128     
9129   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9130   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9131   
9132   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9133   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9134   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9135     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9136     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9137         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9138         // types or GEP's with different index types.
9139         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9140         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9141       return 0;
9142
9143     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9144     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9145       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
9146           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
9147         return 0;
9148     
9149     // Keep track of which operand needs a phi node.
9150     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
9151     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
9152   }
9153   
9154   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
9155
9156   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
9157   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
9158   // hide them behind a phi.
9159   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
9160     return 0;
9161   
9162   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
9163   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
9164   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
9165   if (LHSVal == 0) {
9166     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
9167                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
9168     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9169     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
9170     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
9171     LHSVal = NewLHS;
9172   }
9173   
9174   if (RHSVal == 0) {
9175     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
9176                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
9177     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9178     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
9179     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
9180     RHSVal = NewRHS;
9181   }
9182   
9183   // Add all operands to the new PHIs.
9184   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9185     if (NewLHS) {
9186       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
9187       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
9188     }
9189     if (NewRHS) {
9190       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
9191       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
9192     }
9193   }
9194     
9195   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
9196     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
9197   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
9198     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
9199                            RHSVal);
9200   else {
9201     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
9202     return GetElementPtrInst::Create(LHSVal, RHSVal);
9203   }
9204 }
9205
9206 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
9207 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
9208 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
9209 /// block it is in.
9210 ///
9211 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
9212 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
9213 /// to a register.
9214 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
9215   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
9216   
9217   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
9218     if (BBI->mayWriteToMemory())
9219       return false;
9220   
9221   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
9222   // profitable to do this xform.
9223   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
9224     bool isAddressTaken = false;
9225     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
9226          UI != E; ++UI) {
9227       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
9228       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
9229         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
9230         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
9231       }
9232       isAddressTaken = true;
9233       break;
9234     }
9235     
9236     if (!isAddressTaken)
9237       return false;
9238   }
9239   
9240   return true;
9241 }
9242
9243
9244 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
9245 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
9246 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
9247 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9248   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9249
9250   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
9251   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
9252   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
9253   // code size and simplifying code.
9254   Constant *ConstantOp = 0;
9255   const Type *CastSrcTy = 0;
9256   bool isVolatile = false;
9257   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
9258     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
9259   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
9260     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
9261     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
9262     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
9263     if (ConstantOp == 0)
9264       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
9265   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
9266     isVolatile = LI->isVolatile();
9267     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
9268     // load and the PHI.
9269     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
9270         !isSafeToSinkLoad(LI))
9271       return 0;
9272   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
9273     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
9274       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
9275     // Can't handle general GEPs yet.
9276     return 0;
9277   } else {
9278     return 0;  // Cannot fold this operation.
9279   }
9280
9281   // Check to see if all arguments are the same operation.
9282   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9283     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
9284     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9285     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
9286       return 0;
9287     if (CastSrcTy) {
9288       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
9289         return 0;  // Cast operation must match.
9290     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
9291       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
9292       // the load and the PHI.
9293       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
9294           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
9295           !isSafeToSinkLoad(LI))
9296         return 0;
9297       
9298       // If the PHI is volatile and its block has multiple successors, sinking
9299       // it would remove a load of the volatile value from the path through the
9300       // other successor.
9301       if (isVolatile &&
9302           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
9303         return 0;
9304
9305       
9306     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
9307       return 0;
9308     }
9309   }
9310
9311   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
9312   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
9313   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
9314                                    PN.getName()+".in");
9315   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9316
9317   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
9318   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
9319
9320   // Add all operands to the new PHI.
9321   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9322     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
9323     if (NewInVal != InVal)
9324       InVal = 0;
9325     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
9326   }
9327
9328   Value *PhiVal;
9329   if (InVal) {
9330     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
9331     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
9332     PhiVal = InVal;
9333     delete NewPN;
9334   } else {
9335     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
9336     PhiVal = NewPN;
9337   }
9338
9339   // Insert and return the new operation.
9340   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
9341     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
9342   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
9343     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
9344   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
9345     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
9346                            PhiVal, ConstantOp);
9347   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
9348   
9349   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
9350   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
9351   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
9352   if (isVolatile)
9353     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
9354       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
9355   
9356   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
9357 }
9358
9359 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
9360 /// that is dead.
9361 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
9362                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
9363   if (PN->use_empty()) return true;
9364   if (!PN->hasOneUse()) return false;
9365
9366   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
9367   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
9368     return true;
9369   
9370   // Don't scan crazily complex things.
9371   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
9372     return false;
9373
9374   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
9375     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
9376
9377   return false;
9378 }
9379
9380 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
9381 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
9382 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
9383 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
9384                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
9385   // See if we already saw this PHI node.
9386   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
9387     return true;
9388   
9389   // Don't scan crazily complex things.
9390   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
9391     return false;
9392  
9393   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
9394   // the value.
9395   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9396     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
9397     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
9398       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
9399         return false;
9400     } else if (Op != NonPhiInVal)
9401       return false;
9402   }
9403   
9404   return true;
9405 }
9406
9407
9408 // PHINode simplification
9409 //
9410 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
9411   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
9412   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
9413   
9414   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
9415     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
9416
9417   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
9418   // reducing code size.
9419   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
9420       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
9421     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
9422       return Result;
9423
9424   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
9425   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
9426   // PHI)... break the cycle.
9427   if (PN.hasOneUse()) {
9428     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
9429     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
9430       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
9431       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
9432       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
9433         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
9434     }
9435    
9436     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
9437     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
9438     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
9439     // common case here is good because the only other things that catch this
9440     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
9441     // late.
9442     if (PHIUser->hasOneUse() &&
9443         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
9444         PHIUser->use_back() == &PN) {
9445       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
9446     }
9447   }
9448
9449   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
9450   // same value, for example:
9451   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
9452   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
9453   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
9454   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
9455   {
9456     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
9457     // Scan for the first non-phi operand.
9458     while (InValNo != NumOperandVals && 
9459            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
9460       ++InValNo;
9461
9462     if (InValNo != NumOperandVals) {
9463       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
9464       
9465       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
9466       // there is no need to recursively scan other phis.
9467       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
9468         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
9469         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
9470           break;
9471       }
9472       
9473       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
9474       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
9475       // the value.
9476       if (InValNo == NumOperandVals) {
9477         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
9478         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
9479           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
9480       }
9481     }
9482   }
9483   return 0;
9484 }
9485
9486 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
9487                                    Instruction *InsertPoint,
9488                                    InstCombiner *IC) {
9489   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
9490   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
9491   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
9492   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
9493   // used for address computation.
9494   Instruction::CastOps opcode = 
9495      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
9496       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
9497   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
9498 }
9499
9500
9501 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
9502   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
9503   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
9504   // If so, eliminate the noop.
9505   if (GEP.getNumOperands() == 1)
9506     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
9507
9508   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
9509     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
9510
9511   bool HasZeroPointerIndex = false;
9512   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
9513     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
9514
9515   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
9516     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
9517
9518   // Eliminate unneeded casts for indices.
9519   bool MadeChange = false;
9520   
9521   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
9522   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
9523     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
9524       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
9525         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
9526             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
9527           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
9528           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
9529           // is a 32-bit pointer target.
9530           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
9531             MadeChange = true;
9532             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
9533           }
9534         }
9535       }
9536       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
9537       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
9538       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
9539       // obvious.
9540       Value *Op = GEP.getOperand(i);
9541       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
9542         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9543           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
9544           MadeChange = true;
9545         } else {
9546           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
9547                                 GEP);
9548           GEP.setOperand(i, Op);
9549           MadeChange = true;
9550         }
9551       }
9552     }
9553   }
9554   if (MadeChange) return &GEP;
9555
9556   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
9557   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
9558   // real input to the dest type.
9559   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
9560     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
9561       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
9562       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
9563       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
9564         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
9565         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
9566           if (I != BCI) {
9567             I->takeName(BCI);
9568             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
9569             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
9570           }
9571           return &GEP;
9572         }
9573       }
9574       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
9575     }
9576   }
9577   
9578   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
9579   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
9580   // getelementptr instructions into a single instruction.
9581   //
9582   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
9583   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
9584     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
9585
9586   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
9587     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
9588     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
9589     // avoids us creating a TON of code in some cases.
9590     //
9591     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
9592         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
9593       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
9594
9595     SmallVector<Value*, 8> Indices;
9596
9597     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
9598     bool EndsWithSequential = false;
9599     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
9600            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
9601       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
9602
9603     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
9604     if (EndsWithSequential) {
9605       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
9606       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
9607       //
9608       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
9609       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
9610         Sum = GO1;
9611       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
9612         Sum = SO1;
9613       } else {
9614         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
9615         // target's pointer size.
9616         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
9617           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
9618             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
9619           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
9620             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
9621           } else {
9622             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
9623             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
9624               // Convert GO1 to SO1's type.
9625               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
9626
9627             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
9628               // Convert SO1 to GO1's type.
9629               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
9630             } else {
9631               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
9632               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
9633               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
9634             }
9635           }
9636         }
9637         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
9638           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
9639         else {
9640           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
9641           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
9642         }
9643       }
9644
9645       // Recycle the GEP we already have if possible.
9646       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
9647         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
9648         GEP.setOperand(1, Sum);
9649         return &GEP;
9650       } else {
9651         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9652                        SrcGEPOperands.end()-1);
9653         Indices.push_back(Sum);
9654         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
9655       }
9656     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
9657                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
9658                SrcGEPOperands.size() != 1) {
9659       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
9660       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9661                      SrcGEPOperands.end());
9662       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
9663     }
9664
9665     if (!Indices.empty())
9666       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
9667                                        Indices.end(), GEP.getName());
9668
9669   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
9670     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
9671     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
9672
9673     // Scan for nonconstants...
9674     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
9675     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
9676     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
9677       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
9678
9679     if (I == E) {  // If they are all constants...
9680       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
9681                                                     &Indices[0],Indices.size());
9682
9683       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
9684       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
9685     }
9686   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
9687     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
9688       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
9689     } else if (HasZeroPointerIndex) {
9690       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
9691       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
9692       //
9693       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
9694       //
9695       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
9696       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
9697       if (const ArrayType *XATy =
9698           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
9699         if (const ArrayType *CATy =
9700             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
9701           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
9702             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
9703             // to an array of the same type as the destination pointer
9704             // array.  Because the array type is never stepped over (there
9705             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
9706             GEP.setOperand(0, X);
9707             return &GEP;
9708           }
9709     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
9710       // Transform things like:
9711       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
9712       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
9713       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
9714       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
9715       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
9716           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
9717           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
9718         Value *Idx[2];
9719         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9720         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
9721         Value *V = InsertNewInstBefore(
9722                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
9723         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
9724         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
9725       }
9726       
9727       // Transform things like:
9728       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
9729       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
9730       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
9731       
9732       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
9733         uint64_t ArrayEltSize =
9734             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
9735         
9736         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
9737         // allow either a mul, shift, or constant here.
9738         Value *NewIdx = 0;
9739         ConstantInt *Scale = 0;
9740         if (ArrayEltSize == 1) {
9741           NewIdx = GEP.getOperand(1);
9742           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
9743         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
9744           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
9745           Scale = CI;
9746         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
9747           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
9748               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9749             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9750             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
9751             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
9752             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9753           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
9754                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9755             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9756             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9757           }
9758         }
9759         
9760         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
9761         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
9762         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
9763         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
9764         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
9765             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
9766           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
9767                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
9768           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
9769             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
9770                                                        false /*ZExt*/);
9771             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
9772             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
9773           }
9774
9775           // Insert the new GEP instruction.
9776           Value *Idx[2];
9777           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9778           Idx[1] = NewIdx;
9779           Instruction *NewGEP =
9780             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
9781           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
9782           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
9783           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
9784         }
9785       }
9786     }
9787   }
9788
9789   return 0;
9790 }
9791
9792 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
9793   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
9794   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
9795     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
9796       const Type *NewTy = 
9797         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
9798       AllocationInst *New = 0;
9799
9800       // Create and insert the replacement instruction...
9801       if (isa<MallocInst>(AI))
9802         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9803       else {
9804         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
9805         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9806       }
9807
9808       InsertNewInstBefore(New, AI);
9809
9810       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
9811       // allocas if possible...
9812       //
9813       BasicBlock::iterator It = New;
9814       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
9815
9816       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
9817       // insert our getelementptr instruction...
9818       //
9819       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9820       Value *Idx[2];
9821       Idx[0] = NullIdx;
9822       Idx[1] = NullIdx;
9823       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
9824                                            New->getName()+".sub", It);
9825
9826       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
9827       // allocation.
9828       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
9829     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
9830       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9831     }
9832   }
9833
9834   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
9835   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
9836   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
9837   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
9838       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
9839     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9840
9841   return 0;
9842 }
9843
9844 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
9845   Value *Op = FI.getOperand(0);
9846
9847   // free undef -> unreachable.
9848   if (isa<UndefValue>(Op)) {
9849     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
9850     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9851                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
9852     return EraseInstFromFunction(FI);
9853   }
9854   
9855   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
9856   // when lots of inlining happens.
9857   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
9858     return EraseInstFromFunction(FI);
9859   
9860   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
9861   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
9862     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
9863     return &FI;
9864   }
9865   
9866   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
9867   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
9868     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
9869       AddToWorkList(GEPI);
9870       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
9871       return &FI;
9872     }
9873   }
9874   
9875   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
9876   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
9877     if (MI->hasOneUse()) {
9878       EraseInstFromFunction(FI);
9879       return EraseInstFromFunction(*MI);
9880     }
9881
9882   return 0;
9883 }
9884
9885
9886 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
9887 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
9888                                         const TargetData *TD) {
9889   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
9890   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9891
9892   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
9893     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
9894     // directly if string length is small enough.
9895     const std::string &Str = CE->getOperand(0)->getStringValue();
9896     if (!Str.empty()) {
9897       unsigned len = Str.length();
9898       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
9899       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
9900       // Replace LI with immediate integer store.
9901       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
9902         APInt StrVal(numBits, 0);
9903         APInt SingleChar(numBits, 0);
9904         if (TD->isLittleEndian()) {
9905           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
9906             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9907             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9908           }
9909         } else {
9910           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
9911             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9912             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9913           }
9914           // Append NULL at the end.
9915           SingleChar = 0;
9916           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9917         }
9918         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
9919         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
9920       }
9921     }
9922   }
9923
9924   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9925   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9926     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9927
9928     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
9929          isa<VectorType>(DestPTy)) {
9930       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9931       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9932       // constants.
9933       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9934         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9935           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9936             Value *Idxs[2];
9937             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9938             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9939             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9940             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9941           }
9942
9943       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
9944             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
9945           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
9946           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
9947           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
9948           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9949                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9950
9951         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9952         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
9953         // the result of the loaded value.
9954         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
9955                                                              CI->getName(),
9956                                                          LI.isVolatile()),LI);
9957         // Now cast the result of the load.
9958         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
9959       }
9960     }
9961   }
9962   return 0;
9963 }
9964
9965 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
9966 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
9967 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
9968 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
9969 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
9970   // If it is an alloca it is always safe to load from.
9971   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
9972
9973   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
9974   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
9975     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
9976     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
9977
9978   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
9979   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
9980   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
9981   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
9982   // the load entirely).
9983   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
9984
9985   while (BBI != E) {
9986     --BBI;
9987
9988     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9989       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
9990     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9991       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
9992
9993   }
9994   return false;
9995 }
9996
9997 /// GetUnderlyingObject - Trace through a series of getelementptrs and bitcasts
9998 /// until we find the underlying object a pointer is referring to or something
9999 /// we don't understand.  Note that the returned pointer may be offset from the
10000 /// input, because we ignore GEP indices.
10001 static Value *GetUnderlyingObject(Value *Ptr) {
10002   while (1) {
10003     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
10004       if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
10005           CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
10006         Ptr = CE->getOperand(0);
10007       else
10008         return Ptr;
10009     } else if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr)) {
10010       Ptr = BCI->getOperand(0);
10011     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
10012       Ptr = GEP->getOperand(0);
10013     } else {
10014       return Ptr;
10015     }
10016   }
10017 }
10018
10019 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10020   Value *Op = LI.getOperand(0);
10021
10022   // Attempt to improve the alignment.
10023   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10024   if (KnownAlign >
10025       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10026                                 LI.getAlignment()))
10027     LI.setAlignment(KnownAlign);
10028
10029   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10030   if (isa<CastInst>(Op))
10031     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10032       return Res;
10033
10034   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10035   if (LI.isVolatile()) return 0;
10036   
10037   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
10038     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
10039     // If the instruction immediately before this is a store to the same
10040     // address, do a simple form of store->load forwarding.
10041     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
10042       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
10043         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
10044     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
10045       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
10046         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
10047   }
10048
10049   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10050     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10051     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10052     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10053         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10054       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10055       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10056       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10057       // CFG.
10058       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10059                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10060       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10061     }
10062   } 
10063
10064   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10065     // load null/undef -> undef
10066     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10067     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10068         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10069       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10070       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10071       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10072       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10073                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10074       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10075     }
10076
10077     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10078     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10079       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10080         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
10081
10082     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
10083     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
10084       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
10085         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
10086           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10087             if (Constant *V = 
10088                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
10089               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
10090         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
10091           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10092           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10093           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10094           // CFG.
10095           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10096                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10097           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10098         }
10099
10100       } else if (CE->isCast()) {
10101         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10102           return Res;
10103       }
10104     }
10105   }
10106     
10107   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
10108   // is all undef or zero, we know what it loads.
10109   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Op))) {
10110     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
10111       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
10112         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
10113       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
10114         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10115     }
10116   }
10117
10118   if (Op->hasOneUse()) {
10119     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
10120     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
10121     // exposes redundancy in the code.
10122     //
10123     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
10124     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
10125     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
10126     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
10127     // unconditionally.
10128     //
10129     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
10130       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
10131       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
10132           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
10133         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
10134                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
10135         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
10136                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
10137         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
10138       }
10139
10140       // load (select (cond, null, P)) -> load P
10141       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
10142         if (C->isNullValue()) {
10143           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
10144           return &LI;
10145         }
10146
10147       // load (select (cond, P, null)) -> load P
10148       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
10149         if (C->isNullValue()) {
10150           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
10151           return &LI;
10152         }
10153     }
10154   }
10155   return 0;
10156 }
10157
10158 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
10159 /// when possible.
10160 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
10161   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
10162   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10163
10164   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10165   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10166     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10167
10168     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
10169       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10170       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10171       // constants.
10172       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10173         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10174           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10175             Value* Idxs[2];
10176             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10177             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10178             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10179             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10180           }
10181
10182       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
10183           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10184                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10185
10186         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10187         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
10188         // the store, cast the value to be stored.
10189         Value *NewCast;
10190         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
10191         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
10192         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
10193         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
10194         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
10195           if (CastSrcTy->isInteger())
10196             opcode = Instruction::IntToPtr;
10197         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
10198           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
10199             opcode = Instruction::PtrToInt;
10200         }
10201         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
10202           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
10203         else
10204           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
10205             CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
10206             SI);
10207         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
10208       }
10209     }
10210   }
10211   return 0;
10212 }
10213
10214 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
10215   Value *Val = SI.getOperand(0);
10216   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
10217
10218   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
10219     EraseInstFromFunction(SI);
10220     ++NumCombined;
10221     return 0;
10222   }
10223   
10224   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
10225   // alloca dead.
10226   if (Ptr->hasOneUse() && !SI.isVolatile()) {
10227     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
10228       EraseInstFromFunction(SI);
10229       ++NumCombined;
10230       return 0;
10231     }
10232     
10233     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
10234       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
10235           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
10236         EraseInstFromFunction(SI);
10237         ++NumCombined;
10238         return 0;
10239       }
10240   }
10241
10242   // Attempt to improve the alignment.
10243   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
10244   if (KnownAlign >
10245       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
10246                                 SI.getAlignment()))
10247     SI.setAlignment(KnownAlign);
10248
10249   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
10250   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
10251   // situation often occurs with bitfield accesses.
10252   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
10253   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
10254        --ScanInsts) {
10255     --BBI;
10256     
10257     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10258       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
10259       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
10260         ++NumDeadStore;
10261         ++BBI;
10262         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
10263         continue;
10264       }
10265       break;
10266     }
10267     
10268     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
10269     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
10270     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
10271     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10272       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr && !SI.isVolatile()) {
10273         EraseInstFromFunction(SI);
10274         ++NumCombined;
10275         return 0;
10276       }
10277       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
10278       // may not be dead.
10279       break;
10280     }
10281     
10282     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
10283     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
10284       break;
10285   }
10286   
10287   
10288   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
10289
10290   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
10291   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
10292     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
10293       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
10294       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
10295         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
10296       ++NumCombined;
10297     }
10298     return 0;  // Do not modify these!
10299   }
10300
10301   // store undef, Ptr -> noop
10302   if (isa<UndefValue>(Val)) {
10303     EraseInstFromFunction(SI);
10304     ++NumCombined;
10305     return 0;
10306   }
10307
10308   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
10309   // source instead.
10310   if (isa<CastInst>(Ptr))
10311     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
10312       return Res;
10313   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
10314     if (CE->isCast())
10315       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
10316         return Res;
10317
10318   
10319   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
10320   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
10321   BBI = &SI; ++BBI;
10322   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
10323     if (BI->isUnconditional())
10324       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
10325         return 0;  // xform done!
10326   
10327   return 0;
10328 }
10329
10330 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
10331 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
10332 /// into a phi node with a store in the successor.
10333 ///
10334 /// Simplify things like:
10335 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
10336 /// into a phi node with a store in the successor.
10337 ///
10338 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
10339   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
10340   
10341   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
10342   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
10343   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
10344   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
10345   
10346   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
10347   // the other predecessor.
10348   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
10349   BasicBlock *OtherBB = 0;
10350   if (*PI != StoreBB)
10351     OtherBB = *PI;
10352   ++PI;
10353   if (PI == pred_end(DestBB))
10354     return false;
10355   
10356   if (*PI != StoreBB) {
10357     if (OtherBB)
10358       return false;
10359     OtherBB = *PI;
10360   }
10361   if (++PI != pred_end(DestBB))
10362     return false;
10363   
10364   
10365   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
10366   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
10367   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
10368   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
10369     return false;
10370   
10371   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
10372   // else' case.  there is an instruction before the branch.
10373   StoreInst *OtherStore = 0;
10374   if (OtherBr->isUnconditional()) {
10375     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
10376     --BBI;
10377     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
10378     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
10379       return false;
10380   } else {
10381     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
10382     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
10383     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
10384         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
10385       return false;
10386     
10387     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
10388     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
10389     // lives in OtherBB.
10390     for (;; --BBI) {
10391       // Check to see if we find the matching store.
10392       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
10393         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
10394           return false;
10395         break;
10396       }
10397       // If we find something that may be using the stored value, or if we run
10398       // out of instructions, we can't do the xform.
10399       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
10400           BBI == OtherBB->begin())
10401         return false;
10402     }
10403     
10404     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
10405     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
10406     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
10407       // FIXME: This should really be AA driven.
10408       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
10409         return false;
10410     }
10411   }
10412   
10413   // Insert a PHI node now if we need it.
10414   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
10415   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
10416     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
10417     PN->reserveOperandSpace(2);
10418     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
10419     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
10420     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
10421   }
10422   
10423   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
10424   // insert it.
10425   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
10426   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
10427                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
10428   
10429   // Nuke the old stores.
10430   EraseInstFromFunction(SI);
10431   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
10432   ++NumCombined;
10433   return true;
10434 }
10435
10436
10437 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
10438   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
10439   Value *X = 0;
10440   BasicBlock *TrueDest;
10441   BasicBlock *FalseDest;
10442   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
10443       !isa<Constant>(X)) {
10444     // Swap Destinations and condition...
10445     BI.setCondition(X);
10446     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10447     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10448     return &BI;
10449   }
10450
10451   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
10452   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
10453   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
10454                              TrueDest, FalseDest)))
10455     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
10456          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
10457       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
10458       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
10459       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
10460       NewSCC->takeName(I);
10461       // Swap Destinations and condition...
10462       BI.setCondition(NewSCC);
10463       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10464       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10465       RemoveFromWorkList(I);
10466       I->eraseFromParent();
10467       AddToWorkList(NewSCC);
10468       return &BI;
10469     }
10470
10471   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
10472   ICmpInst::Predicate IPred;
10473   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
10474                       TrueDest, FalseDest)))
10475     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
10476          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
10477          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
10478       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
10479       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
10480       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
10481       NewSCC->takeName(I);
10482       // Swap Destinations and condition...
10483       BI.setCondition(NewSCC);
10484       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10485       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10486       RemoveFromWorkList(I);
10487       I->eraseFromParent();;
10488       AddToWorkList(NewSCC);
10489       return &BI;
10490     }
10491
10492   return 0;
10493 }
10494
10495 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
10496   Value *Cond = SI.getCondition();
10497   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
10498     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
10499       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
10500         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
10501         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
10502           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
10503                                                 AddRHS));
10504         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
10505         AddToWorkList(I);
10506         return &SI;
10507       }
10508   }
10509   return 0;
10510 }
10511
10512 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
10513 /// is to leave as a vector operation.
10514 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
10515   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
10516     return true;
10517   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
10518     if (isConstant) return true;
10519     // If all elts are the same, we can extract.
10520     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
10521     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10522       if (C->getOperand(i) != Op0)
10523         return false;
10524     return true;
10525   }
10526   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
10527   if (!I) return false;
10528   
10529   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
10530   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
10531   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
10532       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
10533     return true;
10534   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
10535     return true;
10536   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
10537     if (BO->hasOneUse() &&
10538         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
10539          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
10540       return true;
10541   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
10542     if (CI->hasOneUse() &&
10543         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
10544          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
10545       return true;
10546   
10547   return false;
10548 }
10549
10550 /// Read and decode a shufflevector mask.
10551 ///
10552 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
10553 /// elements in the input.
10554 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
10555   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
10556   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
10557     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
10558   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
10559     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
10560
10561   std::vector<unsigned> Result;
10562   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
10563   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
10564     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
10565       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
10566     else
10567       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
10568   return Result;
10569 }
10570
10571 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
10572 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
10573 /// extracted from the vector.
10574 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
10575   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
10576   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
10577   unsigned Width = PTy->getNumElements();
10578   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
10579     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10580   
10581   if (isa<UndefValue>(V))
10582     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10583   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
10584     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
10585   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
10586     return CP->getOperand(EltNo);
10587   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10588     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
10589     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
10590       return 0;
10591     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
10592     
10593     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
10594     // inserted value.
10595     if (EltNo == IIElt) 
10596       return III->getOperand(1);
10597     
10598     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
10599     // vector input.
10600     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
10601   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
10602     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
10603     if (InEl < Width)
10604       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
10605     else if (InEl < Width*2)
10606       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
10607     else
10608       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10609   }
10610   
10611   // Otherwise, we don't know.
10612   return 0;
10613 }
10614
10615 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
10616
10617   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
10618   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
10619     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10620
10621   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
10622   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
10623     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
10624   
10625   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
10626     // If vector val is constant with uniform operands, replace EI
10627     // with that operand
10628     Constant *op0 = C->getOperand(0);
10629     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10630       if (C->getOperand(i) != op0) {
10631         op0 = 0; 
10632         break;
10633       }
10634     if (op0)
10635       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
10636   }
10637   
10638   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
10639   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
10640   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10641     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
10642     unsigned VectorWidth = 
10643       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
10644       
10645     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
10646     // crashing the code below.
10647     if (IndexVal >= VectorWidth)
10648       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10649     
10650     // This instruction only demands the single element from the input vector.
10651     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
10652     // property.
10653     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
10654       uint64_t UndefElts;
10655       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
10656                                                 1 << IndexVal,
10657                                                 UndefElts)) {
10658         EI.setOperand(0, V);
10659         return &EI;
10660       }
10661     }
10662     
10663     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
10664       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
10665     
10666     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
10667     // the same number of elements, see if we can find the source element from
10668     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
10669     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
10670       if (const VectorType *VT = 
10671               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
10672         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
10673           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
10674             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
10675     }
10676   }
10677   
10678   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
10679     if (I->hasOneUse()) {
10680       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
10681       // profitable to do so
10682       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
10683         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
10684         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
10685           ExtractElementInst *newEI0 = 
10686             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
10687                                    EI.getName()+".lhs");
10688           ExtractElementInst *newEI1 =
10689             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
10690                                    EI.getName()+".rhs");
10691           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
10692           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
10693           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
10694         }
10695       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
10696         unsigned AS = 
10697           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
10698         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
10699                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
10700         GetElementPtrInst *GEP =
10701           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
10702         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
10703         return new LoadInst(GEP);
10704       }
10705     }
10706     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
10707       // Extracting the inserted element?
10708       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
10709         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
10710       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
10711       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
10712       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
10713           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
10714         AddUsesToWorkList(EI);
10715         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
10716         return &EI;
10717       }
10718     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
10719       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
10720       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
10721       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10722         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
10723         Value *Src;
10724         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
10725           Src = SVI->getOperand(0);
10726         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
10727           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
10728           Src = SVI->getOperand(1);
10729         } else {
10730           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10731         }
10732         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
10733       }
10734     }
10735   }
10736   return 0;
10737 }
10738
10739 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
10740 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
10741 /// Otherwise, return false.
10742 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
10743                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
10744   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
10745          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
10746   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10747
10748   if (isa<UndefValue>(V)) {
10749     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10750     return true;
10751   } else if (V == LHS) {
10752     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10753       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10754     return true;
10755   } else if (V == RHS) {
10756     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10757       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
10758     return true;
10759   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10760     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10761     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10762     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10763     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10764     
10765     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
10766       return false;
10767     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10768     
10769     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
10770       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10771       // transitively ok.
10772       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10773         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
10774         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
10775         return true;
10776       }      
10777     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
10778       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
10779           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10780         unsigned ExtractedIdx =
10781           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10782         
10783         // This must be extracting from either LHS or RHS.
10784         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
10785           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10786           // transitively ok.
10787           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10788             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
10789             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
10790               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10791                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10792             } else {
10793               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
10794               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10795                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
10796               
10797             }
10798             return true;
10799           }
10800         }
10801       }
10802     }
10803   }
10804   // TODO: Handle shufflevector here!
10805   
10806   return false;
10807 }
10808
10809 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
10810 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
10811 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
10812 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
10813                                      Value *&RHS) {
10814   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
10815          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
10816          "Invalid shuffle!");
10817   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10818
10819   if (isa<UndefValue>(V)) {
10820     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10821     return V;
10822   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
10823     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
10824     return V;
10825   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10826     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10827     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10828     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10829     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10830     
10831     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10832       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10833           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10834         unsigned ExtractedIdx =
10835           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10836         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10837         
10838         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
10839         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
10840         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
10841           RHS = EI->getOperand(0);
10842           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
10843           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10844             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
10845           return V;
10846         }
10847         
10848         if (VecOp == RHS) {
10849           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
10850           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
10851           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
10852             if (i != InsertedIdx)
10853               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
10854           }
10855           return V;
10856         }
10857         
10858         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
10859         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
10860         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
10861           return EI->getOperand(0);
10862         
10863       }
10864     }
10865   }
10866   // TODO: Handle shufflevector here!
10867   
10868   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
10869   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10870     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10871   return V;
10872 }
10873
10874 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
10875   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
10876   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
10877   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
10878   
10879   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
10880   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
10881     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10882   
10883   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
10884   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
10885   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10886     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10887         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
10888       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
10889       unsigned ExtractedIdx =
10890         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10891       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10892       
10893       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
10894         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10895       
10896       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
10897         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
10898       
10899       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
10900       // back into the same place, just use the input vector.
10901       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
10902         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
10903       
10904       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
10905       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
10906       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
10907       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
10908       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
10909         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
10910         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
10911         // Build a new shuffle mask.
10912         std::vector<Constant*> Mask;
10913         if (isa<UndefValue>(VecOp))
10914           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10915         else {
10916           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
10917           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
10918                                                        NumVectorElts));
10919         } 
10920         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10921         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
10922                                      ConstantVector::get(Mask));
10923       }
10924       
10925       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
10926       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
10927       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
10928         std::vector<Constant*> Mask;
10929         Value *RHS = 0;
10930         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
10931         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
10932         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
10933         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
10934       }
10935     }
10936   }
10937
10938   return 0;
10939 }
10940
10941
10942 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
10943   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
10944   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
10945   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
10946
10947   bool MadeChange = false;
10948   
10949   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
10950   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
10951     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
10952   
10953   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
10954   // the undef, change them to undefs.
10955   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
10956     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
10957     // with undef element refs and set MadeChange to true.
10958     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10959       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
10960         Mask[i] = 2*e;
10961         MadeChange = true;
10962       }
10963     }
10964     
10965     if (MadeChange) {
10966       // Remap any references to RHS to use LHS.
10967       std::vector<Constant*> Elts;
10968       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10969         if (Mask[i] == 2*e)
10970           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10971         else
10972           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10973       }
10974       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10975     }
10976   }
10977   
10978   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
10979   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
10980   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
10981     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
10982       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
10983       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10984     }
10985     
10986     // Remap any references to RHS to use LHS.
10987     std::vector<Constant*> Elts;
10988     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10989       if (Mask[i] >= 2*e)
10990         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10991       else {
10992         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
10993             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
10994           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
10995         else
10996           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
10997         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10998       }
10999     }
11000     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
11001     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
11002     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
11003     LHS = SVI.getOperand(0);
11004     RHS = SVI.getOperand(1);
11005     MadeChange = true;
11006   }
11007   
11008   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
11009   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
11010     
11011   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11012     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
11013     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
11014     isLHSID &= (Mask[i] == i);
11015       
11016     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
11017     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
11018   }
11019
11020   // Eliminate identity shuffles.
11021   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11022   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
11023   
11024   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
11025   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
11026   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
11027   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
11028   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
11029   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
11030   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
11031   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
11032   // (splat(splat)) -> splat.
11033   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
11034     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
11035       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
11036
11037       std::vector<unsigned> NewMask;
11038       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
11039         if (Mask[i] >= 2*e)
11040           NewMask.push_back(2*e);
11041         else
11042           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
11043       
11044       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
11045       // the replacement.
11046       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
11047         std::vector<Constant*> Elts;
11048         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
11049           if (NewMask[i] >= e*2) {
11050             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11051           } else {
11052             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
11053           }
11054         }
11055         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
11056                                      LHSSVI->getOperand(1),
11057                                      ConstantVector::get(Elts));
11058       }
11059     }
11060   }
11061
11062   return MadeChange ? &SVI : 0;
11063 }
11064
11065
11066
11067
11068 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
11069 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
11070 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
11071 /// end of its block.
11072 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
11073   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
11074
11075   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
11076   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory() || isa<TerminatorInst>(I))
11077     return false;
11078
11079   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
11080   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
11081         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
11082     return false;
11083
11084   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
11085   // the end of block that could change the value.
11086   if (I->mayReadFromMemory()) {
11087     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
11088          Scan != E; ++Scan)
11089       if (Scan->mayWriteToMemory())
11090         return false;
11091   }
11092
11093   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
11094
11095   I->moveBefore(InsertPos);
11096   ++NumSunkInst;
11097   return true;
11098 }
11099
11100
11101 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
11102 /// all reachable code to the worklist.
11103 ///
11104 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
11105 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
11106 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
11107 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
11108 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
11109 ///
11110 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
11111                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
11112                                        InstCombiner &IC,
11113                                        const TargetData *TD) {
11114   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
11115   Worklist.push_back(BB);
11116
11117   while (!Worklist.empty()) {
11118     BB = Worklist.back();
11119     Worklist.pop_back();
11120     
11121     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
11122     if (!Visited.insert(BB)) continue;
11123     
11124     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
11125       Instruction *Inst = BBI++;
11126       
11127       // DCE instruction if trivially dead.
11128       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
11129         ++NumDeadInst;
11130         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
11131         Inst->eraseFromParent();
11132         continue;
11133       }
11134       
11135       // ConstantProp instruction if trivially constant.
11136       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
11137         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
11138         Inst->replaceAllUsesWith(C);
11139         ++NumConstProp;
11140         Inst->eraseFromParent();
11141         continue;
11142       }
11143      
11144       IC.AddToWorkList(Inst);
11145     }
11146
11147     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
11148     // constant, only visit the reachable successor.
11149     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
11150     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
11151       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
11152         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
11153         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
11154         Worklist.push_back(ReachableBB);
11155         continue;
11156       }
11157     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
11158       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
11159         // See if this is an explicit destination.
11160         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
11161           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
11162             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
11163             Worklist.push_back(ReachableBB);
11164             continue;
11165           }
11166         
11167         // Otherwise it is the default destination.
11168         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
11169         continue;
11170       }
11171     }
11172     
11173     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
11174       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
11175   }
11176 }
11177
11178 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
11179   bool Changed = false;
11180   TD = &getAnalysis<TargetData>();
11181   
11182   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
11183              << F.getNameStr() << "\n");
11184
11185   {
11186     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
11187     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
11188     // track of which blocks we visit.
11189     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
11190     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
11191
11192     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
11193     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
11194     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
11195     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
11196       if (!Visited.count(BB)) {
11197         Instruction *Term = BB->getTerminator();
11198         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
11199           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
11200
11201           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
11202           ++NumDeadInst;
11203
11204           if (!I->use_empty())
11205             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
11206           I->eraseFromParent();
11207         }
11208       }
11209   }
11210
11211   while (!Worklist.empty()) {
11212     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
11213     if (I == 0) continue;  // skip null values.
11214
11215     // Check to see if we can DCE the instruction.
11216     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
11217       // Add operands to the worklist.
11218       if (I->getNumOperands() < 4)
11219         AddUsesToWorkList(*I);
11220       ++NumDeadInst;
11221
11222       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
11223
11224       I->eraseFromParent();
11225       RemoveFromWorkList(I);
11226       continue;
11227     }
11228
11229     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
11230     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
11231       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
11232
11233       // Add operands to the worklist.
11234       AddUsesToWorkList(*I);
11235       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
11236
11237       ++NumConstProp;
11238       I->eraseFromParent();
11239       RemoveFromWorkList(I);
11240       continue;
11241     }
11242
11243     if (TD && I->getType()->getTypeID() == Type::VoidTyID) {
11244       // See if we can constant fold its operands.
11245       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
11246         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i)) {
11247           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD))
11248             i->set(NewC);
11249         }
11250       }
11251     }
11252
11253     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
11254     // FIXME: Remove GetResultInst test when first class support for aggregates
11255     // is implemented.
11256     if (I->hasOneUse() && !isa<GetResultInst>(I)) {
11257       BasicBlock *BB = I->getParent();
11258       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
11259       if (UserParent != BB) {
11260         bool UserIsSuccessor = false;
11261         // See if the user is one of our successors.
11262         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
11263           if (*SI == UserParent) {
11264             UserIsSuccessor = true;
11265             break;
11266           }
11267
11268         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
11269         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
11270         // otherwise), we can keep going.
11271         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
11272             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
11273           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
11274           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
11275       }
11276     }
11277
11278     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
11279 #ifndef NDEBUG
11280     std::string OrigI;
11281 #endif
11282     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
11283     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
11284       ++NumCombined;
11285       // Should we replace the old instruction with a new one?
11286       if (Result != I) {
11287         DOUT << "IC: Old = " << *I
11288              << "    New = " << *Result;
11289
11290         // Everything uses the new instruction now.
11291         I->replaceAllUsesWith(Result);
11292
11293         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
11294         AddToWorkList(Result);
11295         AddUsersToWorkList(*Result);
11296
11297         // Move the name to the new instruction first.
11298         Result->takeName(I);
11299
11300         // Insert the new instruction into the basic block...
11301         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
11302         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
11303
11304         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
11305           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
11306             ++InsertPos;
11307
11308         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
11309
11310         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
11311         // use counts.
11312         AddUsesToWorkList(*I);
11313
11314         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
11315         // we do not process an instruction that has been deleted.
11316         RemoveFromWorkList(I);
11317
11318         // Erase the old instruction.
11319         InstParent->getInstList().erase(I);
11320       } else {
11321 #ifndef NDEBUG
11322         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
11323              << "    New = " << *I;
11324 #endif
11325
11326         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
11327         // if so, remove it.
11328         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
11329           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
11330           // use counts.
11331           AddUsesToWorkList(*I);
11332
11333           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
11334           // occurrences of this instruction.
11335           RemoveFromWorkList(I);
11336           I->eraseFromParent();
11337         } else {
11338           AddToWorkList(I);
11339           AddUsersToWorkList(*I);
11340         }
11341       }
11342       Changed = true;
11343     }
11344   }
11345
11346   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
11347     
11348   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
11349   WorklistMap.clear();
11350   return Changed;
11351 }
11352
11353
11354 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
11355   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
11356   
11357   bool EverMadeChange = false;
11358
11359   // Iterate while there is work to do.
11360   unsigned Iteration = 0;
11361   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
11362     EverMadeChange = true;
11363   return EverMadeChange;
11364 }
11365
11366 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
11367   return new InstCombiner();
11368 }
11369