Make the create...() functions for some of these passes return a FunctionPass *.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 // 
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source 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 algebraic
12 // simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add int %X, 1
16 //    %Z = add int %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add int %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. SetCC instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All SetCC 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 //    N. This list is incomplete
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/Instructions.h"
39 #include "llvm/Intrinsics.h"
40 #include "llvm/Pass.h"
41 #include "llvm/Constants.h"
42 #include "llvm/DerivedTypes.h"
43 #include "llvm/GlobalVariable.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/GetElementPtrTypeIterator.h"
49 #include "llvm/Support/InstIterator.h"
50 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
51 #include "Support/Debug.h"
52 #include "Support/Statistic.h"
53 #include <algorithm>
54 using namespace llvm;
55
56 namespace {
57   Statistic<> NumCombined ("instcombine", "Number of insts combined");
58   Statistic<> NumConstProp("instcombine", "Number of constant folds");
59   Statistic<> NumDeadInst ("instcombine", "Number of dead inst eliminated");
60
61   class InstCombiner : public FunctionPass,
62                        public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
63     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
64     std::vector<Instruction*> WorkList;
65     TargetData *TD;
66
67     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
68     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
69     /// now.
70     ///
71     void AddUsersToWorkList(Instruction &I) {
72       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
73            UI != UE; ++UI)
74         WorkList.push_back(cast<Instruction>(*UI));
75     }
76
77     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
78     /// the work lists because they might get more simplified now.
79     ///
80     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
81       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
82         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
83           WorkList.push_back(Op);
84     }
85
86     // removeFromWorkList - remove all instances of I from the worklist.
87     void removeFromWorkList(Instruction *I);
88   public:
89     virtual bool runOnFunction(Function &F);
90
91     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
92       AU.addRequired<TargetData>();
93       AU.setPreservesCFG();
94     }
95
96     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
97
98     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
99     // instruction types.  The semantics are as follows:
100     // Return Value:
101     //    null        - No change was made
102     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
103     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
104     //   
105     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
106     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
107     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
108     Instruction *visitDiv(BinaryOperator &I);
109     Instruction *visitRem(BinaryOperator &I);
110     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
111     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
112     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
113     Instruction *visitSetCondInst(BinaryOperator &I);
114     Instruction *visitShiftInst(ShiftInst &I);
115     Instruction *visitCastInst(CastInst &CI);
116     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
117     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
118     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
119     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
120     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
121     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
122     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
123     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
124     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
125     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
126
127     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
128     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
129
130   private:
131     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
132     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
133
134   public:
135     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
136     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
137     //
138     Value *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
139       assert(New && New->getParent() == 0 &&
140              "New instruction already inserted into a basic block!");
141       BasicBlock *BB = Old.getParent();
142       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
143       WorkList.push_back(New);              // Add to worklist
144       return New;
145     }
146
147     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
148     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
149     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
150     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
151     // modified.
152     //
153     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
154       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
155       if (&I != V) {
156         I.replaceAllUsesWith(V);
157         return &I;
158       } else {
159         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
160         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
161         I.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I.getType()));
162         return &I;
163       }
164     }
165
166     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
167     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
168     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
169     // this function.
170     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
171       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
172       AddUsesToWorkList(I);
173       removeFromWorkList(&I);
174       I.getParent()->getInstList().erase(&I);
175       return 0;  // Don't do anything with FI
176     }
177
178
179   private:
180     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
181     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
182     /// casts that are known to not do anything...
183     ///
184     Value *InsertOperandCastBefore(Value *V, const Type *DestTy,
185                                    Instruction *InsertBefore);
186
187     // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
188     // operators...
189     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
190
191     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantIntegral *OpRHS,
192                           ConstantIntegral *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
193   };
194
195   RegisterOpt<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
196 }
197
198 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
199 //   0 -> Constant, 1 -> Other, 2 -> Argument, 2 -> Unary, 3 -> OtherInst
200 static unsigned getComplexity(Value *V) {
201   if (isa<Instruction>(V)) {
202     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
203       return 2;
204     return 3;
205   }
206   if (isa<Argument>(V)) return 2;
207   return isa<Constant>(V) ? 0 : 1;
208 }
209
210 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
211 // it.
212 static bool isOnlyUse(Value *V) {
213   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
214 }
215
216 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
217 // though a va_arg area...
218 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
219   switch (Ty->getTypeID()) {
220   case Type::SByteTyID:
221   case Type::ShortTyID:  return Type::IntTy;
222   case Type::UByteTyID:
223   case Type::UShortTyID: return Type::UIntTy;
224   case Type::FloatTyID:  return Type::DoubleTy;
225   default:               return Ty;
226   }
227 }
228
229 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
230 // operators:
231 //
232 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
233 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
234 //     binary operators.
235 //
236 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
237 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
238 //
239 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
240   bool Changed = false;
241   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
242     Changed = !I.swapOperands();
243   
244   if (!I.isAssociative()) return Changed;
245   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
246   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
247     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
248       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
249         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
250                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
251                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
252         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
253         I.setOperand(1, Folded);
254         return true;
255       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
256         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
257             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
258           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
259           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
260
261           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
262           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
263           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
264                                                     Op1->getOperand(0),
265                                                     Op1->getName(), &I);
266           WorkList.push_back(New);
267           I.setOperand(0, New);
268           I.setOperand(1, Folded);
269           return true;
270         }      
271     }
272   return Changed;
273 }
274
275 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
276 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
277 //
278 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
279   if (BinaryOperator::isNeg(V))
280     return BinaryOperator::getNegArgument(cast<BinaryOperator>(V));
281
282   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded...
283   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
284     return ConstantExpr::getNeg(C);
285   return 0;
286 }
287
288 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
289   if (BinaryOperator::isNot(V))
290     return BinaryOperator::getNotArgument(cast<BinaryOperator>(V));
291
292   // Constants can be considered to be not'ed values...
293   if (ConstantIntegral *C = dyn_cast<ConstantIntegral>(V))
294     return ConstantExpr::getNot(C);
295   return 0;
296 }
297
298 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
299 // other computations (because it has a constant operand), return the
300 // non-constant operand of the multiply.
301 //
302 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V) {
303   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
304     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
305       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
306         if (isa<Constant>(I->getOperand(1)))
307           return I->getOperand(0);
308   return 0;
309 }
310
311 // dyn_castMaskingAnd - If this value is an And instruction masking a value with
312 // a constant, return the constant being anded with.
313 //
314 template<class ValueType>
315 static inline Constant *dyn_castMaskingAnd(ValueType *V) {
316   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
317     if (I->getOpcode() == Instruction::And)
318       return dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1));
319
320   // If this is a constant, it acts just like we were masking with it.
321   return dyn_cast<Constant>(V);
322 }
323
324 // Log2 - Calculate the log base 2 for the specified value if it is exactly a
325 // power of 2.
326 static unsigned Log2(uint64_t Val) {
327   assert(Val > 1 && "Values 0 and 1 should be handled elsewhere!");
328   unsigned Count = 0;
329   while (Val != 1) {
330     if (Val & 1) return 0;    // Multiple bits set?
331     Val >>= 1;
332     ++Count;
333   }
334   return Count;
335 }
336
337
338 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
339 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
340 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
341 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
342 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
343 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
344 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
345 ///
346 template<typename Functor>
347 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
348   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
349   Value *LHS = Root.getOperand(0);
350
351   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
352   if (F.shouldApply(LHS))
353     return F.apply(Root);
354
355   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
356   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
357   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
358     // Should we apply this transform to the RHS?
359     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
360
361     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
362     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
363       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
364       ShouldApply = true;
365     }
366
367     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
368     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
369     if (ShouldApply) {
370       BasicBlock *BB = Root.getParent();
371       
372       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
373       // and perform the reassociation.
374       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
375
376       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
377       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
378
379       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
380       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
381       if (&Root == TmpLHSI) {
382         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
383         return 0;
384       }
385       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
386       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
387       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
388       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
389       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
390       ARI = Root;
391
392       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
393       // get to LHSI.
394       while (TmpLHSI != LHSI) {
395         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
396         // Move the instruction to immediately before the chain we are
397         // constructing to avoid breaking dominance properties.
398         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
399         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
400         ARI = NextLHSI;
401
402         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
403         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
404         TmpLHSI = NextLHSI;
405         ExtraOperand = NextOp;
406       }
407       
408       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
409       // the transformation...
410       return F.apply(Root);
411     }
412     
413     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
414   }
415   return 0;
416 }
417
418
419 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
420 struct AddRHS {
421   Value *RHS;
422   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
423   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
424   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
425     return new ShiftInst(Instruction::Shl, Add.getOperand(0),
426                          ConstantInt::get(Type::UByteTy, 1));
427   }
428 };
429
430 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
431 //                 iff C1&C2 == 0
432 struct AddMaskingAnd {
433   Constant *C2;
434   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
435   bool shouldApply(Value *LHS) const {
436     if (Constant *C1 = dyn_castMaskingAnd(LHS))
437       return ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
438     return false;
439   }
440   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
441     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
442   }
443 };
444
445 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &BI, Value *SO,
446                                              InstCombiner *IC) {
447   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
448   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(BI.getOperand(1));
449   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(BI.getOperand(ConstIsRHS));
450
451   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
452     if (ConstIsRHS)
453       return ConstantExpr::get(BI.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
454     return ConstantExpr::get(BI.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
455   }
456
457   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
458   if (!ConstIsRHS)
459     std::swap(Op0, Op1);
460   Instruction *New;
461   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&BI))
462     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1);
463   else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(&BI))
464     New = new ShiftInst(SI->getOpcode(), Op0, Op1);
465   else {
466     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
467     abort();
468   }
469   return IC->InsertNewInstBefore(New, BI);
470 }
471
472 // FoldBinOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
473 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
474 // select arguments.
475 static Instruction *FoldBinOpIntoSelect(Instruction &BI, SelectInst *SI,
476                                         InstCombiner *IC) {
477   // Don't modify shared select instructions
478   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
479   Value *TV = SI->getOperand(1);
480   Value *FV = SI->getOperand(2);
481
482   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
483     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(BI, TV, IC);
484     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(BI, FV, IC);
485
486     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
487                           SelectFalseVal);
488   }
489   return 0;
490 }
491
492 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
493   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
494   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
495
496   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
497     // X + 0 --> X
498     if (!I.getType()->isFloatingPoint() && // -0 + +0 = +0, so it's not a noop
499         RHSC->isNullValue())
500       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
501     
502     // X + (signbit) --> X ^ signbit
503     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
504       unsigned NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSize()*8;
505       uint64_t Val = CI->getRawValue() & (1ULL << NumBits)-1;
506       if (Val == (1ULL << NumBits-1))
507         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
508     }
509   }
510
511   // X + X --> X << 1
512   if (I.getType()->isInteger())
513     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
514
515   // -A + B  -->  B - A
516   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
517     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
518
519   // A + -B  -->  A - B
520   if (!isa<Constant>(RHS))
521     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
522       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
523
524   // X*C + X --> X * (C+1)
525   if (dyn_castFoldableMul(LHS) == RHS) {
526     Constant *CP1 =
527       ConstantExpr::getAdd(
528                         cast<Constant>(cast<Instruction>(LHS)->getOperand(1)),
529                         ConstantInt::get(I.getType(), 1));
530     return BinaryOperator::createMul(RHS, CP1);
531   }
532
533   // X + X*C --> X * (C+1)
534   if (dyn_castFoldableMul(RHS) == LHS) {
535     Constant *CP1 =
536       ConstantExpr::getAdd(
537                         cast<Constant>(cast<Instruction>(RHS)->getOperand(1)),
538                         ConstantInt::get(I.getType(), 1));
539     return BinaryOperator::createMul(LHS, CP1);
540   }
541
542   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
543   if (Constant *C2 = dyn_castMaskingAnd(RHS))
544     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2))) return R;
545
546   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
547     if (Instruction *ILHS = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
548       switch (ILHS->getOpcode()) {
549       case Instruction::Xor:
550         // ~X + C --> (C-1) - X
551         if (ConstantInt *XorRHS = dyn_cast<ConstantInt>(ILHS->getOperand(1)))
552           if (XorRHS->isAllOnesValue())
553             return BinaryOperator::createSub(ConstantExpr::getSub(CRHS,
554                                             ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
555                                           ILHS->getOperand(0));
556         break;
557       case Instruction::Select:
558         // Try to fold constant add into select arguments.
559         if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I,cast<SelectInst>(ILHS),this))
560           return R;
561
562       default: break;
563       }
564     }
565   }
566
567   return Changed ? &I : 0;
568 }
569
570 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
571 // highest order bit set.
572 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
573   unsigned NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSize()*8;
574   return (CI->getRawValue() & ~(-1LL << NumBits)) == (1ULL << (NumBits-1));
575 }
576
577 static unsigned getTypeSizeInBits(const Type *Ty) {
578   return Ty == Type::BoolTy ? 1 : Ty->getPrimitiveSize()*8;
579 }
580
581 /// RemoveNoopCast - Strip off nonconverting casts from the value.
582 ///
583 static Value *RemoveNoopCast(Value *V) {
584   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V)) {
585     const Type *CTy = CI->getType();
586     const Type *OpTy = CI->getOperand(0)->getType();
587     if (CTy->isInteger() && OpTy->isInteger()) {
588       if (CTy->getPrimitiveSize() == OpTy->getPrimitiveSize())
589         return RemoveNoopCast(CI->getOperand(0));
590     } else if (isa<PointerType>(CTy) && isa<PointerType>(OpTy))
591       return RemoveNoopCast(CI->getOperand(0));
592   }
593   return V;
594 }
595
596 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
597   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
598
599   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
600     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
601
602   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
603   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
604     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
605
606   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
607     // Replace (-1 - A) with (~A)...
608     if (C->isAllOnesValue())
609       return BinaryOperator::createNot(Op1);
610
611     // C - ~X == X + (1+C)
612     if (BinaryOperator::isNot(Op1))
613       return BinaryOperator::createAdd(
614                     BinaryOperator::getNotArgument(cast<BinaryOperator>(Op1)),
615                     ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(I.getType(), 1)));
616     // -((uint)X >> 31) -> ((int)X >> 31)
617     // -((int)X >> 31) -> ((uint)X >> 31)
618     if (C->isNullValue()) {
619       Value *NoopCastedRHS = RemoveNoopCast(Op1);
620       if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(NoopCastedRHS))
621         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shr)
622           if (ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(1))) {
623             const Type *NewTy;
624             if (SI->getType()->isSigned())
625               NewTy = SI->getType()->getUnsignedVersion();
626             else
627               NewTy = SI->getType()->getSignedVersion();
628             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
629             if (CU->getValue() == SI->getType()->getPrimitiveSize()*8-1) {
630               // Ok, the transformation is safe.  Insert a cast of the incoming
631               // value, then the new shift, then the new cast.
632               Instruction *FirstCast = new CastInst(SI->getOperand(0), NewTy,
633                                                  SI->getOperand(0)->getName());
634               Value *InV = InsertNewInstBefore(FirstCast, I);
635               Instruction *NewShift = new ShiftInst(Instruction::Shr, FirstCast,
636                                                     CU, SI->getName());
637               if (NewShift->getType() == I.getType())
638                 return NewShift;
639               else {
640                 InV = InsertNewInstBefore(NewShift, I);
641                 return new CastInst(NewShift, I.getType());
642               }
643             }
644           }
645     }
646
647     // Try to fold constant sub into select arguments.
648     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
649       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
650         return R;
651   }
652
653   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
654     if (Op1I->hasOneUse()) {
655       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
656       // is not used by anyone else...
657       //
658       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
659           !Op1I->getType()->isFloatingPoint()) {
660         // Swap the two operands of the subexpr...
661         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
662         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
663         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
664         
665         // Create the new top level add instruction...
666         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
667       }
668
669       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
670       //
671       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
672           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
673         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
674
675         Value *NewNot =
676           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
677         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
678       }
679
680       // X - X*C --> X * (1-C)
681       if (dyn_castFoldableMul(Op1I) == Op0) {
682         Constant *CP1 =
683           ConstantExpr::getSub(ConstantInt::get(I.getType(), 1),
684                          cast<Constant>(cast<Instruction>(Op1)->getOperand(1)));
685         assert(CP1 && "Couldn't constant fold 1-C?");
686         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
687       }
688     }
689
690   // X*C - X --> X * (C-1)
691   if (dyn_castFoldableMul(Op0) == Op1) {
692     Constant *CP1 =
693      ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(cast<Instruction>(Op0)->getOperand(1)),
694                         ConstantInt::get(I.getType(), 1));
695     assert(CP1 && "Couldn't constant fold C - 1?");
696     return BinaryOperator::createMul(Op1, CP1);
697   }
698
699   return 0;
700 }
701
702 /// isSignBitCheck - Given an exploded setcc instruction, return true if it is
703 /// really just returns true if the most significant (sign) bit is set.
704 static bool isSignBitCheck(unsigned Opcode, Value *LHS, ConstantInt *RHS) {
705   if (RHS->getType()->isSigned()) {
706     // True if source is LHS < 0 or LHS <= -1
707     return Opcode == Instruction::SetLT && RHS->isNullValue() ||
708            Opcode == Instruction::SetLE && RHS->isAllOnesValue();
709   } else {
710     ConstantUInt *RHSC = cast<ConstantUInt>(RHS);
711     // True if source is LHS > 127 or LHS >= 128, where the constants depend on
712     // the size of the integer type.
713     if (Opcode == Instruction::SetGE)
714       return RHSC->getValue() == 1ULL<<(RHS->getType()->getPrimitiveSize()*8-1);
715     if (Opcode == Instruction::SetGT)
716       return RHSC->getValue() ==
717         (1ULL << (RHS->getType()->getPrimitiveSize()*8-1))-1;
718   }
719   return false;
720 }
721
722 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
723   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
724   Value *Op0 = I.getOperand(0);
725
726   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
727   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
728     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
729
730       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
731       if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(Op0))
732         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
733           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
734             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
735                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
736       
737       if (CI->isNullValue())
738         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
739       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
740         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
741       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
742         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
743
744       int64_t Val = (int64_t)cast<ConstantInt>(CI)->getRawValue();
745       if (uint64_t C = Log2(Val))            // Replace X*(2^C) with X << C
746         return new ShiftInst(Instruction::Shl, Op0,
747                              ConstantUInt::get(Type::UByteTy, C));
748     } else {
749       ConstantFP *Op1F = cast<ConstantFP>(Op1);
750       if (Op1F->isNullValue())
751         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
752
753       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
754       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
755       if (Op1F->getValue() == 1.0)
756         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
757     }
758
759     // Try to fold constant mul into select arguments.
760     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
761       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
762         return R;
763   }
764
765   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
766     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
767       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
768
769   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
770   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
771   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
772   // formed.
773   CastInst *BoolCast = 0;
774   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I.getOperand(0)))
775     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::BoolTy)
776       BoolCast = CI;
777   if (!BoolCast)
778     if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I.getOperand(1)))
779       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::BoolTy)
780         BoolCast = CI;
781   if (BoolCast) {
782     if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
783       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
784       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
785
786       // If the setcc is true iff the sign bit of X is set, then convert this
787       // multiply into a shift/and combination.
788       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
789           isSignBitCheck(SCI->getOpcode(), SCIOp0, cast<ConstantInt>(SCIOp1))) {
790         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
791         Constant *Amt = ConstantUInt::get(Type::UByteTy,
792                                           SCOpTy->getPrimitiveSize()*8-1);
793         if (SCIOp0->getType()->isUnsigned()) {
794           const Type *NewTy = SCIOp0->getType()->getSignedVersion();
795           SCIOp0 = InsertNewInstBefore(new CastInst(SCIOp0, NewTy,
796                                                     SCIOp0->getName()), I);
797         }
798
799         Value *V =
800           InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, SCIOp0, Amt,
801                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
802                                             ".mask"), I);
803
804         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
805         // or truncate to the multiply type.
806         if (I.getType() != V->getType())
807           V = InsertNewInstBefore(new CastInst(V, I.getType(), V->getName()),I);
808         
809         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
810         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
811       }
812     }
813   }
814
815   return Changed ? &I : 0;
816 }
817
818 Instruction *InstCombiner::visitDiv(BinaryOperator &I) {
819   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
820     // div X, 1 == X
821     if (RHS->equalsInt(1))
822       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
823
824     // div X, -1 == -X
825     if (RHS->isAllOnesValue())
826       return BinaryOperator::createNeg(I.getOperand(0));
827
828     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
829     // if so, convert to a right shift.
830     if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
831       if (uint64_t Val = C->getValue())    // Don't break X / 0
832         if (uint64_t C = Log2(Val))
833           return new ShiftInst(Instruction::Shr, I.getOperand(0),
834                                ConstantUInt::get(Type::UByteTy, C));
835   }
836
837   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
838   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0)))
839     if (LHS->equalsInt(0))
840       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
841
842   return 0;
843 }
844
845
846 Instruction *InstCombiner::visitRem(BinaryOperator &I) {
847   if (I.getType()->isSigned())
848     if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
849       if (!isa<ConstantSInt>(RHSNeg) ||
850           cast<ConstantSInt>(RHSNeg)->getValue() >= 0) {
851         // X % -Y -> X % Y
852         AddUsesToWorkList(I);
853         I.setOperand(1, RHSNeg);
854         return &I;
855       }
856
857   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
858     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
859       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
860
861     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
862     // if so, convert to a bitwise and.
863     if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
864       if (uint64_t Val = C->getValue())    // Don't break X % 0 (divide by zero)
865         if (!(Val & (Val-1)))              // Power of 2
866           return BinaryOperator::createAnd(I.getOperand(0),
867                                         ConstantUInt::get(I.getType(), Val-1));
868   }
869
870   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
871   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0)))
872     if (LHS->equalsInt(0))
873       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
874
875   return 0;
876 }
877
878 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
879 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C) {
880   if (const ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(C)) {
881     // Calculate -1 casted to the right type...
882     unsigned TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSize()*8;
883     uint64_t Val = ~0ULL;                // All ones
884     Val >>= 64-TypeBits;                 // Shift out unwanted 1 bits...
885     return CU->getValue() == Val-1;
886   }
887
888   const ConstantSInt *CS = cast<ConstantSInt>(C);
889   
890   // Calculate 0111111111..11111
891   unsigned TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSize()*8;
892   int64_t Val = INT64_MAX;             // All ones
893   Val >>= 64-TypeBits;                 // Shift out unwanted 1 bits...
894   return CS->getValue() == Val-1;
895 }
896
897 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
898 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C) {
899   if (const ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(C))
900     return CU->getValue() == 1;
901
902   const ConstantSInt *CS = cast<ConstantSInt>(C);
903   
904   // Calculate 1111111111000000000000 
905   unsigned TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSize()*8;
906   int64_t Val = -1;                    // All ones
907   Val <<= TypeBits-1;                  // Shift over to the right spot
908   return CS->getValue() == Val+1;
909 }
910
911 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
912 // constant.
913 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
914   uint64_t V = CI->getRawValue();
915   return V && (V & (V-1)) == 0;
916 }
917
918 /// getSetCondCode - Encode a setcc opcode into a three bit mask.  These bits
919 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
920 ///
921 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
922 ///
923 /// Bit value '4' represents that the comparison is true if A > B, bit value '2'
924 /// represents that the comparison is true if A == B, and bit value '1' is true
925 /// if A < B.
926 ///
927 static unsigned getSetCondCode(const SetCondInst *SCI) {
928   switch (SCI->getOpcode()) {
929     // False -> 0
930   case Instruction::SetGT: return 1;
931   case Instruction::SetEQ: return 2;
932   case Instruction::SetGE: return 3;
933   case Instruction::SetLT: return 4;
934   case Instruction::SetNE: return 5;
935   case Instruction::SetLE: return 6;
936     // True -> 7
937   default:
938     assert(0 && "Invalid SetCC opcode!");
939     return 0;
940   }
941 }
942
943 /// getSetCCValue - This is the complement of getSetCondCode, which turns an
944 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand new
945 /// SetCC instruction.
946 static Value *getSetCCValue(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS) {
947   switch (Opcode) {
948   case 0: return ConstantBool::False;
949   case 1: return new SetCondInst(Instruction::SetGT, LHS, RHS);
950   case 2: return new SetCondInst(Instruction::SetEQ, LHS, RHS);
951   case 3: return new SetCondInst(Instruction::SetGE, LHS, RHS);
952   case 4: return new SetCondInst(Instruction::SetLT, LHS, RHS);
953   case 5: return new SetCondInst(Instruction::SetNE, LHS, RHS);
954   case 6: return new SetCondInst(Instruction::SetLE, LHS, RHS);
955   case 7: return ConstantBool::True;
956   default: assert(0 && "Illegal SetCCCode!"); return 0;
957   }
958 }
959
960 // FoldSetCCLogical - Implements (setcc1 A, B) & (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
961 struct FoldSetCCLogical {
962   InstCombiner &IC;
963   Value *LHS, *RHS;
964   FoldSetCCLogical(InstCombiner &ic, SetCondInst *SCI)
965     : IC(ic), LHS(SCI->getOperand(0)), RHS(SCI->getOperand(1)) {}
966   bool shouldApply(Value *V) const {
967     if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
968       return (SCI->getOperand(0) == LHS && SCI->getOperand(1) == RHS ||
969               SCI->getOperand(0) == RHS && SCI->getOperand(1) == LHS);
970     return false;
971   }
972   Instruction *apply(BinaryOperator &Log) const {
973     SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(Log.getOperand(0));
974     if (SCI->getOperand(0) != LHS) {
975       assert(SCI->getOperand(1) == LHS);
976       SCI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the SetCC
977     }
978
979     unsigned LHSCode = getSetCondCode(SCI);
980     unsigned RHSCode = getSetCondCode(cast<SetCondInst>(Log.getOperand(1)));
981     unsigned Code;
982     switch (Log.getOpcode()) {
983     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
984     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
985     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
986     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
987     }
988
989     Value *RV = getSetCCValue(Code, LHS, RHS);
990     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
991       return I;
992     // Otherwise, it's a constant boolean value...
993     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
994   }
995 };
996
997
998 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
999 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
1000 // guaranteed to be either a shift instruction or a binary operator.
1001 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
1002                                     ConstantIntegral *OpRHS,
1003                                     ConstantIntegral *AndRHS,
1004                                     BinaryOperator &TheAnd) {
1005   Value *X = Op->getOperand(0);
1006   Constant *Together = 0;
1007   if (!isa<ShiftInst>(Op))
1008     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
1009
1010   switch (Op->getOpcode()) {
1011   case Instruction::Xor:
1012     if (Together->isNullValue()) {
1013       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) iff (C1&C2) == 0
1014       return BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
1015     } else if (Op->hasOneUse()) {
1016       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
1017       std::string OpName = Op->getName(); Op->setName("");
1018       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS, OpName);
1019       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
1020       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
1021     }
1022     break;
1023   case Instruction::Or:
1024     // (X | C1) & C2 --> X & C2 iff C1 & C1 == 0
1025     if (Together->isNullValue())
1026       return BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
1027     else {
1028       if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
1029         return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
1030       
1031       if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
1032         // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
1033         std::string Op0Name = Op->getName(); Op->setName("");
1034         Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together, Op0Name);
1035         InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
1036         return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
1037       }
1038     }
1039     break;
1040   case Instruction::Add:
1041     if (Op->hasOneUse()) {
1042       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
1043       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
1044       // single bit constant.
1045       uint64_t AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getRawValue();
1046
1047       // Clear bits that are not part of the constant.
1048       AndRHSV &= (1ULL << AndRHS->getType()->getPrimitiveSize()*8)-1;
1049
1050       // If there is only one bit set...
1051       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
1052         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
1053         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
1054         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
1055         uint64_t AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getRawValue();
1056             
1057         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
1058         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
1059           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
1060           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
1061           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
1062           // no effect.
1063           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
1064             TheAnd.setOperand(0, X);
1065             return &TheAnd;
1066           } else {
1067             std::string Name = Op->getName(); Op->setName("");
1068             // Pull the XOR out of the AND.
1069             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS, Name);
1070             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
1071             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
1072           }
1073         }
1074       }
1075     }
1076     break;
1077
1078   case Instruction::Shl: {
1079     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
1080     // the anded constant includes them, clear them now!
1081     //
1082     Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
1083     Constant *CI = ConstantExpr::getAnd(AndRHS,
1084                                         ConstantExpr::getShl(AllOne, OpRHS));
1085     if (CI != AndRHS) {
1086       TheAnd.setOperand(1, CI);
1087       return &TheAnd;
1088     }
1089     break;
1090   } 
1091   case Instruction::Shr:
1092     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
1093     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
1094     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
1095     //
1096     if (AndRHS->getType()->isUnsigned()) {
1097       Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
1098       Constant *CI = ConstantExpr::getAnd(AndRHS,
1099                                           ConstantExpr::getShr(AllOne, OpRHS));
1100       if (CI != AndRHS) {
1101         TheAnd.setOperand(1, CI);
1102         return &TheAnd;
1103       }
1104     }
1105     break;
1106   }
1107   return 0;
1108 }
1109
1110
1111 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1112   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1113   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1114
1115   // and X, X = X   and X, 0 == 0
1116   if (Op0 == Op1 || Op1 == Constant::getNullValue(I.getType()))
1117     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
1118
1119   // and X, -1 == X
1120   if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
1121     if (RHS->isAllOnesValue())
1122       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1123
1124     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1125     if (isa<BinaryOperator>(Op0) || isa<ShiftInst>(Op0)) {
1126       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
1127       Value *X = Op0I->getOperand(0);
1128       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1129         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, RHS, I))
1130           return Res;
1131     }
1132
1133     // Try to fold constant and into select arguments.
1134     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1135       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
1136         return R;
1137   }
1138
1139   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
1140   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
1141
1142   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
1143     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1144
1145   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - Demorgan's Law
1146   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
1147     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1148                                                I.getName()+".demorgan");
1149     InsertNewInstBefore(Or, I);
1150     return BinaryOperator::createNot(Or);
1151   }
1152
1153   // (setcc1 A, B) & (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
1154   if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
1155     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
1156       return R;
1157
1158   return Changed ? &I : 0;
1159 }
1160
1161
1162
1163 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
1164   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1165   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1166
1167   // or X, X = X   or X, 0 == X
1168   if (Op0 == Op1 || Op1 == Constant::getNullValue(I.getType()))
1169     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1170
1171   // or X, -1 == -1
1172   if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
1173     if (RHS->isAllOnesValue())
1174       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
1175
1176     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
1177       // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
1178       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And && isOnlyUse(Op0))
1179         if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
1180           std::string Op0Name = Op0I->getName(); Op0I->setName("");
1181           Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0I->getOperand(0), RHS,
1182                                                      Op0Name);
1183           InsertNewInstBefore(Or, I);
1184           return BinaryOperator::createAnd(Or, ConstantExpr::getOr(RHS, Op0CI));
1185         }
1186
1187       // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
1188       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Xor && isOnlyUse(Op0))
1189         if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
1190           std::string Op0Name = Op0I->getName(); Op0I->setName("");
1191           Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0I->getOperand(0), RHS,
1192                                                      Op0Name);
1193           InsertNewInstBefore(Or, I);
1194           return BinaryOperator::createXor(Or,
1195                                 ConstantExpr::getAnd(Op0CI,
1196                                                    ConstantExpr::getNot(RHS)));
1197         }
1198     }
1199
1200     // Try to fold constant and into select arguments.
1201     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1202       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
1203         return R;
1204   }
1205
1206   // (A & C1)|(A & C2) == A & (C1|C2)
1207   if (Instruction *LHS = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1208     if (Instruction *RHS = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
1209       if (LHS->getOperand(0) == RHS->getOperand(0))
1210         if (Constant *C0 = dyn_castMaskingAnd(LHS))
1211           if (Constant *C1 = dyn_castMaskingAnd(RHS))
1212             return BinaryOperator::createAnd(LHS->getOperand(0),
1213                                              ConstantExpr::getOr(C0, C1));
1214
1215   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
1216   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
1217
1218   if (Op1 == Op0NotVal)   // ~A | A == -1
1219     return ReplaceInstUsesWith(I, 
1220                                ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
1221
1222   if (Op0 == Op1NotVal)   // A | ~A == -1
1223     return ReplaceInstUsesWith(I, 
1224                                ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
1225
1226   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - Demorgan's Law
1227   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
1228     Value *And = InsertNewInstBefore(
1229                 BinaryOperator::createAnd(Op0NotVal,
1230                                           Op1NotVal,I.getName()+".demorgan"),I);
1231     return BinaryOperator::createNot(And);
1232   }
1233
1234   // (setcc1 A, B) | (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
1235   if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
1236     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
1237       return R;
1238
1239   return Changed ? &I : 0;
1240 }
1241
1242 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
1243 struct XorSelf {
1244   Value *RHS;
1245   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1246   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1247   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
1248     return &Xor;
1249   }
1250 };
1251
1252
1253 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
1254   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1255   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1256
1257   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
1258   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
1259     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?");
1260     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1261   }
1262
1263   if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
1264     // xor X, 0 == X
1265     if (RHS->isNullValue())
1266       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1267
1268     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1269       // xor (setcc A, B), true = not (setcc A, B) = setncc A, B
1270       if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Op0I))
1271         if (RHS == ConstantBool::True && SCI->hasOneUse())
1272           return new SetCondInst(SCI->getInverseCondition(),
1273                                  SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1));
1274
1275       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
1276       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
1277         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
1278           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
1279           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
1280                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
1281           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
1282         }
1283
1284       // ~(~X & Y) --> (X | ~Y)
1285       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And && RHS->isAllOnesValue()) {
1286         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
1287         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
1288           Instruction *NotY =
1289             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1), 
1290                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
1291           InsertNewInstBefore(NotY, I);
1292           return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
1293         }
1294       }
1295           
1296       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1297         switch (Op0I->getOpcode()) {
1298         case Instruction::Add:
1299           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
1300           if (RHS->isAllOnesValue()) {
1301             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
1302             return BinaryOperator::createSub(
1303                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
1304                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
1305                                           Op0I->getOperand(0));
1306           }
1307           break;
1308         case Instruction::And:
1309           // (X & C1) ^ C2 --> (X & C1) | C2 iff (C1&C2) == 0
1310           if (ConstantExpr::getAnd(RHS, Op0CI)->isNullValue())
1311             return BinaryOperator::createOr(Op0, RHS);
1312           break;
1313         case Instruction::Or:
1314           // (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1315           if (ConstantExpr::getAnd(RHS, Op0CI) == RHS)
1316             return BinaryOperator::createAnd(Op0, ConstantExpr::getNot(RHS));
1317           break;
1318         default: break;
1319         }
1320     }
1321
1322     // Try to fold constant and into select arguments.
1323     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1324       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
1325         return R;
1326   }
1327
1328   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
1329     if (X == Op1)
1330       return ReplaceInstUsesWith(I,
1331                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
1332
1333   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
1334     if (X == Op0)
1335       return ReplaceInstUsesWith(I,
1336                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
1337
1338   if (Instruction *Op1I = dyn_cast<Instruction>(Op1))
1339     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Or) {
1340       if (Op1I->getOperand(0) == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
1341         cast<BinaryOperator>(Op1I)->swapOperands();
1342         I.swapOperands();
1343         std::swap(Op0, Op1);
1344       } else if (Op1I->getOperand(1) == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
1345         I.swapOperands();
1346         std::swap(Op0, Op1);
1347       }      
1348     } else if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Xor) {
1349       if (Op0 == Op1I->getOperand(0))                        // A^(A^B) == B
1350         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1I->getOperand(1));
1351       else if (Op0 == Op1I->getOperand(1))                   // A^(B^A) == B
1352         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1I->getOperand(0));
1353     }
1354
1355   if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0))
1356     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or && Op0I->hasOneUse()) {
1357       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)                // (B|A)^B == (A|B)^B
1358         cast<BinaryOperator>(Op0I)->swapOperands();
1359       if (Op0I->getOperand(1) == Op1) {              // (A|B)^B == A & ~B
1360         Value *NotB = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1,
1361                                                      Op1->getName()+".not"), I);
1362         return BinaryOperator::createAnd(Op0I->getOperand(0), NotB);
1363       }
1364     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Xor) {
1365       if (Op1 == Op0I->getOperand(0))                        // (A^B)^A == B
1366         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
1367       else if (Op1 == Op0I->getOperand(1))                   // (B^A)^A == B
1368         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
1369     }
1370
1371   // (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1^C2 == 0
1372   if (Constant *C1 = dyn_castMaskingAnd(Op0))
1373     if (Constant *C2 = dyn_castMaskingAnd(Op1))
1374       if (ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue())
1375         return BinaryOperator::createOr(Op0, Op1);
1376
1377   // (setcc1 A, B) ^ (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
1378   if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
1379     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
1380       return R;
1381
1382   return Changed ? &I : 0;
1383 }
1384
1385 // AddOne, SubOne - Add or subtract a constant one from an integer constant...
1386 static Constant *AddOne(ConstantInt *C) {
1387   return ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
1388 }
1389 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
1390   return ConstantExpr::getSub(C, ConstantInt::get(C->getType(), 1));
1391 }
1392
1393 // isTrueWhenEqual - Return true if the specified setcondinst instruction is
1394 // true when both operands are equal...
1395 //
1396 static bool isTrueWhenEqual(Instruction &I) {
1397   return I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
1398          I.getOpcode() == Instruction::SetGE ||
1399          I.getOpcode() == Instruction::SetLE;
1400 }
1401
1402 Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
1403   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1404   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1405   const Type *Ty = Op0->getType();
1406
1407   // setcc X, X
1408   if (Op0 == Op1)
1409     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isTrueWhenEqual(I)));
1410
1411   // setcc <global/alloca*>, 0 - Global/Stack value addresses are never null!
1412   if (isa<ConstantPointerNull>(Op1) && 
1413       (isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0)))
1414     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(!isTrueWhenEqual(I)));
1415
1416
1417   // setcc's with boolean values can always be turned into bitwise operations
1418   if (Ty == Type::BoolTy) {
1419     // If this is <, >, or !=, we can change this into a simple xor instruction
1420     if (!isTrueWhenEqual(I))
1421       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
1422
1423     // Otherwise we need to make a temporary intermediate instruction and insert
1424     // it into the instruction stream.  This is what we are after:
1425     //
1426     //  seteq bool %A, %B -> ~(A^B)
1427     //  setle bool %A, %B -> ~A | B
1428     //  setge bool %A, %B -> A | ~B
1429     //
1430     if (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ) {  // seteq case
1431       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
1432       InsertNewInstBefore(Xor, I);
1433       return BinaryOperator::createNot(Xor);
1434     }
1435
1436     // Handle the setXe cases...
1437     assert(I.getOpcode() == Instruction::SetGE ||
1438            I.getOpcode() == Instruction::SetLE);
1439
1440     if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)
1441       std::swap(Op0, Op1);                   // Change setge -> setle
1442
1443     // Now we just have the SetLE case.
1444     Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
1445     InsertNewInstBefore(Not, I);
1446     return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
1447   }
1448
1449   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
1450   // can be folded into the comparison.
1451   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1452     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
1453       if (LHSI->hasOneUse())
1454         switch (LHSI->getOpcode()) {
1455         case Instruction::And:
1456           if (isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
1457               LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
1458             // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
1459             // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
1460             // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
1461             // access.
1462             ShiftInst *Shift = dyn_cast<ShiftInst>(LHSI->getOperand(0));
1463             ConstantUInt *ShAmt;
1464             ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantUInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
1465             ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1466             const Type *Ty = LHSI->getType();
1467                   
1468             // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
1469             // into the mask.  This can only happen with signed shift
1470             // rights, as they sign-extend.
1471             if (ShAmt) {
1472               bool CanFold = Shift->getOpcode() != Instruction::Shr ||
1473                              Shift->getType()->isUnsigned();
1474               if (!CanFold) {
1475                 // To test for the bad case of the signed shr, see if any
1476                 // of the bits shifted in could be tested after the mask.
1477                 Constant *OShAmt = ConstantUInt::get(Type::UByteTy, 
1478                                    Ty->getPrimitiveSize()*8-ShAmt->getValue());
1479                 Constant *ShVal = 
1480                  ConstantExpr::getShl(ConstantInt::getAllOnesValue(Ty), OShAmt);
1481                 if (ConstantExpr::getAnd(ShVal, AndCST)->isNullValue())
1482                   CanFold = true;
1483               }
1484
1485               if (CanFold) {
1486                 unsigned ShiftOp = Shift->getOpcode() == Instruction::Shl
1487                   ? Instruction::Shr : Instruction::Shl;
1488                 Constant *NewCst = ConstantExpr::get(ShiftOp, CI, ShAmt);
1489
1490                 // Check to see if we are shifting out any of the bits being
1491                 // compared.
1492                 if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != CI){
1493                   // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
1494                   // As a special case, check to see if this means that the
1495                   // result is always true or false now.
1496                   if (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ)
1497                     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1498                   if (I.getOpcode() == Instruction::SetNE)
1499                     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
1500                 } else {
1501                   I.setOperand(1, NewCst);
1502                   LHSI->setOperand(1, ConstantExpr::get(ShiftOp, AndCST,ShAmt));
1503                   LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
1504                   WorkList.push_back(Shift); // Shift is dead.
1505                   AddUsesToWorkList(I);
1506                   return &I;
1507                 }
1508               }
1509             }
1510           }
1511           break;
1512         case Instruction::Div:
1513           if (0 && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
1514             std::cerr << "COULD FOLD: " << *LHSI;
1515             std::cerr << "COULD FOLD: " << I << "\n";
1516           }
1517           break;
1518         case Instruction::Select:
1519           // If either operand of the select is a constant, we can fold the
1520           // comparison into the select arms, which will cause one to be
1521           // constant folded and the select turned into a bitwise or.
1522           Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
1523           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
1524             // Fold the known value into the constant operand.
1525             Op1 = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C, CI);
1526             // Insert a new SetCC of the other select operand.
1527             Op2 = InsertNewInstBefore(new SetCondInst(I.getOpcode(),
1528                                                       LHSI->getOperand(2), CI,
1529                                                       I.getName()), I);
1530           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
1531             // Fold the known value into the constant operand.
1532             Op2 = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C, CI);
1533             // Insert a new SetCC of the other select operand.
1534             Op1 = InsertNewInstBefore(new SetCondInst(I.getOpcode(),
1535                                                       LHSI->getOperand(1), CI,
1536                                                       I.getName()), I);
1537           }
1538
1539           if (Op1)
1540             return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
1541           break;
1542         }
1543
1544     // Simplify seteq and setne instructions...
1545     if (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
1546         I.getOpcode() == Instruction::SetNE) {
1547       bool isSetNE = I.getOpcode() == Instruction::SetNE;
1548
1549       // If the first operand is (and|or|xor) with a constant, and the second
1550       // operand is a constant, simplify a bit.
1551       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
1552         switch (BO->getOpcode()) {
1553         case Instruction::Rem:
1554           // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
1555           if (CI->isNullValue() && isa<ConstantSInt>(BO->getOperand(1)) &&
1556               BO->hasOneUse() &&
1557               cast<ConstantSInt>(BO->getOperand(1))->getValue() > 1)
1558             if (unsigned L2 =
1559                 Log2(cast<ConstantSInt>(BO->getOperand(1))->getValue())) {
1560               const Type *UTy = BO->getType()->getUnsignedVersion();
1561               Value *NewX = InsertNewInstBefore(new CastInst(BO->getOperand(0),
1562                                                              UTy, "tmp"), I);
1563               Constant *RHSCst = ConstantUInt::get(UTy, 1ULL << L2);
1564               Value *NewRem =InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createRem(NewX,
1565                                                     RHSCst, BO->getName()), I);
1566               return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), NewRem,
1567                                             Constant::getNullValue(UTy));
1568             }
1569           break;          
1570
1571         case Instruction::Add:
1572           // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
1573           if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1574             return new SetCondInst(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
1575                                    ConstantExpr::getSub(CI, BOp1C));
1576           } else if (CI->isNullValue()) {
1577             // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
1578             // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
1579             Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
1580             
1581             if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
1582               return new SetCondInst(I.getOpcode(), BOp0, NegVal);
1583             else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
1584               return new SetCondInst(I.getOpcode(), NegVal, BOp1);
1585             else if (BO->hasOneUse()) {
1586               Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1, BO->getName());
1587               BO->setName("");
1588               InsertNewInstBefore(Neg, I);
1589               return new SetCondInst(I.getOpcode(), BOp0, Neg);
1590             }
1591           }
1592           break;
1593         case Instruction::Xor:
1594           // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
1595           // the explicit xor.
1596           if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
1597             return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
1598                                   ConstantExpr::getXor(CI, BOC));
1599
1600           // FALLTHROUGH
1601         case Instruction::Sub:
1602           // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
1603           if (CI->isNullValue())
1604             return new SetCondInst(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
1605                                    BO->getOperand(1));
1606           break;
1607
1608         case Instruction::Or:
1609           // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
1610           // are comparing against, then the comparison could never succeed!
1611           if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
1612             Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(CI);
1613             if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
1614               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isSetNE));
1615           }
1616           break;
1617
1618         case Instruction::And:
1619           if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
1620             // If bits are being compared against that are and'd out, then the
1621             // comparison can never succeed!
1622             if (!ConstantExpr::getAnd(CI,
1623                                       ConstantExpr::getNot(BOC))->isNullValue())
1624               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isSetNE));
1625
1626             // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
1627             if (CI == BOC && isOneBitSet(CI))
1628               return new SetCondInst(isSetNE ? Instruction::SetEQ :
1629                                      Instruction::SetNE, Op0,
1630                                      Constant::getNullValue(CI->getType()));
1631
1632             // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x < 0, converting X
1633             // to be a signed value as appropriate.
1634             if (isSignBit(BOC)) {
1635               Value *X = BO->getOperand(0);
1636               // If 'X' is not signed, insert a cast now...
1637               if (!BOC->getType()->isSigned()) {
1638                 const Type *DestTy = BOC->getType()->getSignedVersion();
1639                 CastInst *NewCI = new CastInst(X,DestTy,X->getName()+".signed");
1640                 InsertNewInstBefore(NewCI, I);
1641                 X = NewCI;
1642               }
1643               return new SetCondInst(isSetNE ? Instruction::SetLT :
1644                                          Instruction::SetGE, X,
1645                                      Constant::getNullValue(X->getType()));
1646             }
1647           }
1648         default: break;
1649         }
1650       }
1651     } else {  // Not a SetEQ/SetNE
1652       // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
1653       if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1654         Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
1655         const Type *SrcTy = CastOp->getType();
1656         unsigned SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSize();
1657         if (SrcTy != Cast->getType() && SrcTy->isInteger() &&
1658             SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSize()) {
1659           assert((SrcTy->isSigned() ^ Cast->getType()->isSigned()) && 
1660                  "Source and destination signednesses should differ!");
1661           if (Cast->getType()->isSigned()) {
1662             // If this is a signed comparison, check for comparisons in the
1663             // vicinity of zero.
1664             if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT && CI->isNullValue())
1665               // X < 0  => x > 127
1666               return BinaryOperator::createSetGT(CastOp,
1667                          ConstantUInt::get(SrcTy, (1ULL << (SrcTySize*8-1))-1));
1668             else if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT &&
1669                      cast<ConstantSInt>(CI)->getValue() == -1)
1670               // X > -1  => x < 128
1671               return BinaryOperator::createSetLT(CastOp,
1672                          ConstantUInt::get(SrcTy, 1ULL << (SrcTySize*8-1)));
1673           } else {
1674             ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(CI);
1675             if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT &&
1676                 CUI->getValue() == 1ULL << (SrcTySize*8-1))
1677               // X < 128 => X > -1
1678               return BinaryOperator::createSetGT(CastOp,
1679                                                  ConstantSInt::get(SrcTy, -1));
1680             else if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT &&
1681                      CUI->getValue() == (1ULL << (SrcTySize*8-1))-1)
1682               // X > 127 => X < 0
1683               return BinaryOperator::createSetLT(CastOp,
1684                                                  Constant::getNullValue(SrcTy));
1685           }
1686         }
1687       }
1688     }
1689
1690     // Check to see if we are comparing against the minimum or maximum value...
1691     if (CI->isMinValue()) {
1692       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MIN -> FALSE
1693         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1694       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)       // A >= MIN -> TRUE
1695         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
1696       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MIN -> A == MIN
1697         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, Op1);
1698       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT)       // A > MIN -> A != MIN
1699         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, Op1);
1700
1701     } else if (CI->isMaxValue()) {
1702       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT)       // A > MAX -> FALSE
1703         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1704       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MAX -> TRUE
1705         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
1706       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)       // A >= MAX -> A == MAX
1707         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, Op1);
1708       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MAX -> A != MAX
1709         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, Op1);
1710
1711       // Comparing against a value really close to min or max?
1712     } else if (isMinValuePlusOne(CI)) {
1713       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MIN+1 -> A == MIN
1714         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, SubOne(CI));
1715       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)       // A >= MIN-1 -> A != MIN
1716         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, SubOne(CI));
1717
1718     } else if (isMaxValueMinusOne(CI)) {
1719       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT)       // A > MAX-1 -> A == MAX
1720         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, AddOne(CI));
1721       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MAX-1 -> A != MAX
1722         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, AddOne(CI));
1723     }
1724
1725     // If we still have a setle or setge instruction, turn it into the
1726     // appropriate setlt or setgt instruction.  Since the border cases have
1727     // already been handled above, this requires little checking.
1728     //
1729     if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)
1730       return BinaryOperator::createSetLT(Op0, AddOne(CI));
1731     if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)
1732       return BinaryOperator::createSetGT(Op0, SubOne(CI));
1733   }
1734
1735   // Test to see if the operands of the setcc are casted versions of other
1736   // values.  If the cast can be stripped off both arguments, we do so now.
1737   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1738     Value *CastOp0 = CI->getOperand(0);
1739     if (CastOp0->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(CI->getType()) &&
1740         (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1)) &&
1741         (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
1742          I.getOpcode() == Instruction::SetNE)) {
1743       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
1744       // operand, where it can often be eliminated completely.
1745       Op0 = CastOp0;
1746       
1747       // If operand #1 is a cast instruction, see if we can eliminate it as
1748       // well.
1749       if (CastInst *CI2 = dyn_cast<CastInst>(Op1))
1750         if (CI2->getOperand(0)->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(
1751                                                                Op0->getType()))
1752           Op1 = CI2->getOperand(0);
1753       
1754       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
1755       if (Op1->getType() != Op0->getType())
1756         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1757           Op1 = ConstantExpr::getCast(Op1C, Op0->getType());
1758         } else {
1759           // Otherwise, cast the RHS right before the setcc
1760           Op1 = new CastInst(Op1, Op0->getType(), Op1->getName());
1761           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Op1), I);
1762         }
1763       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0, Op1);
1764     }
1765
1766     // Handle the special case of: setcc (cast bool to X), <cst>
1767     // This comes up when you have code like
1768     //   int X = A < B;
1769     //   if (X) ...
1770     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
1771     // with a constant.
1772     if (ConstantInt *ConstantRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1773       const Type *SrcTy = CastOp0->getType();
1774       const Type *DestTy = Op0->getType();
1775       if (SrcTy->getPrimitiveSize() < DestTy->getPrimitiveSize() &&
1776           (SrcTy->isUnsigned() || SrcTy == Type::BoolTy)) {
1777         // Ok, we have an expansion of operand 0 into a new type.  Get the
1778         // constant value, masink off bits which are not set in the RHS.  These
1779         // could be set if the destination value is signed.
1780         uint64_t ConstVal = ConstantRHS->getRawValue();
1781         ConstVal &= (1ULL << DestTy->getPrimitiveSize()*8)-1;
1782
1783         // If the constant we are comparing it with has high bits set, which
1784         // don't exist in the original value, the values could never be equal,
1785         // because the source would be zero extended.
1786         unsigned SrcBits =
1787           SrcTy == Type::BoolTy ? 1 : SrcTy->getPrimitiveSize()*8;
1788         bool HasSignBit = ConstVal & (1ULL << (DestTy->getPrimitiveSize()*8-1));
1789         if (ConstVal & ~((1ULL << SrcBits)-1)) {
1790           switch (I.getOpcode()) {
1791           default: assert(0 && "Unknown comparison type!");
1792           case Instruction::SetEQ:
1793             return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1794           case Instruction::SetNE:
1795             return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
1796           case Instruction::SetLT:
1797           case Instruction::SetLE:
1798             if (DestTy->isSigned() && HasSignBit)
1799               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1800             return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
1801           case Instruction::SetGT:
1802           case Instruction::SetGE:
1803             if (DestTy->isSigned() && HasSignBit)
1804               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
1805             return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1806           }
1807         }
1808         
1809         // Otherwise, we can replace the setcc with a setcc of the smaller
1810         // operand value.
1811         Op1 = ConstantExpr::getCast(cast<Constant>(Op1), SrcTy);
1812         return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), CastOp0, Op1);
1813       }
1814     }
1815   }
1816   return Changed ? &I : 0;
1817 }
1818
1819
1820
1821 Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
1822   assert(I.getOperand(1)->getType() == Type::UByteTy);
1823   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1824   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
1825
1826   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
1827   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
1828   if (Op1 == Constant::getNullValue(Type::UByteTy) ||
1829       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
1830     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1831
1832   // shr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
1833   if (!isLeftShift)
1834     if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(Op0))
1835       if (CSI->isAllOnesValue())
1836         return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
1837
1838   // Try to fold constant and into select arguments.
1839   if (isa<Constant>(Op0))
1840     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
1841       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
1842         return R;
1843
1844   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op1)) {
1845     // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
1846     // of a signed value.
1847     //
1848     unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
1849     if (CUI->getValue() >= TypeBits) {
1850       if (!Op0->getType()->isSigned() || isLeftShift)
1851         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
1852       else {
1853         I.setOperand(1, ConstantUInt::get(Type::UByteTy, TypeBits-1));
1854         return &I;
1855       }
1856     }
1857
1858     // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
1859     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1860       if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
1861         if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
1862           return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
1863                                            ConstantExpr::getShl(BOOp, CUI));
1864     
1865     // Try to fold constant and into select arguments.
1866     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1867       if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
1868         return R;
1869
1870     // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
1871     // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
1872     if (Op0->hasOneUse())
1873       if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1874         if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
1875           bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
1876           bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
1877
1878           switch (Op0BO->getOpcode()) {
1879           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
1880           case Instruction::Or:
1881           case Instruction::Xor:
1882             highBitSet = false;
1883             break;
1884           case Instruction::And:
1885             highBitSet = true;
1886             break;
1887           }
1888
1889           // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
1890           // by the logical operation, do not perform the transformation.
1891           // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
1892           // the constant which would cause it to be modified for this
1893           // operation.
1894           //
1895           if (isValid && !isLeftShift && !I.getType()->isUnsigned()) {
1896             uint64_t Val = Op0C->getRawValue();
1897             isValid = ((Val & (1 << (TypeBits-1))) != 0) == highBitSet;
1898           }
1899
1900           if (isValid) {
1901             Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, CUI);
1902
1903             Instruction *NewShift =
1904               new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), CUI,
1905                             Op0BO->getName());
1906             Op0BO->setName("");
1907             InsertNewInstBefore(NewShift, I);
1908
1909             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
1910                                           NewRHS);
1911           }
1912         }
1913
1914     // If this is a shift of a shift, see if we can fold the two together...
1915     if (ShiftInst *Op0SI = dyn_cast<ShiftInst>(Op0))
1916       if (ConstantUInt *ShiftAmt1C =
1917                                  dyn_cast<ConstantUInt>(Op0SI->getOperand(1))) {
1918         unsigned ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getValue();
1919         unsigned ShiftAmt2 = CUI->getValue();
1920         
1921         // Check for (A << c1) << c2   and   (A >> c1) >> c2
1922         if (I.getOpcode() == Op0SI->getOpcode()) {
1923           unsigned Amt = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift...
1924           if (Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8 < Amt)
1925             Amt = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
1926           return new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0SI->getOperand(0),
1927                                ConstantUInt::get(Type::UByteTy, Amt));
1928         }
1929         
1930         // Check for (A << c1) >> c2 or visaversa.  If we are dealing with
1931         // signed types, we can only support the (A >> c1) << c2 configuration,
1932         // because it can not turn an arbitrary bit of A into a sign bit.
1933         if (I.getType()->isUnsigned() || isLeftShift) {
1934           // Calculate bitmask for what gets shifted off the edge...
1935           Constant *C = ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType());
1936           if (isLeftShift)
1937             C = ConstantExpr::getShl(C, ShiftAmt1C);
1938           else
1939             C = ConstantExpr::getShr(C, ShiftAmt1C);
1940           
1941           Instruction *Mask =
1942             BinaryOperator::createAnd(Op0SI->getOperand(0), C,
1943                                       Op0SI->getOperand(0)->getName()+".mask");
1944           InsertNewInstBefore(Mask, I);
1945           
1946           // Figure out what flavor of shift we should use...
1947           if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2)
1948             return ReplaceInstUsesWith(I, Mask);  // (A << c) >> c  === A & c2
1949           else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
1950             return new ShiftInst(I.getOpcode(), Mask,
1951                          ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt2-ShiftAmt1));
1952           } else {
1953             return new ShiftInst(Op0SI->getOpcode(), Mask,
1954                          ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt1-ShiftAmt2));
1955           }
1956         }
1957       }
1958   }
1959
1960   return 0;
1961 }
1962
1963 enum CastType {
1964   Noop     = 0,
1965   Truncate = 1,
1966   Signext  = 2,
1967   Zeroext  = 3
1968 };
1969
1970 /// getCastType - In the future, we will split the cast instruction into these
1971 /// various types.  Until then, we have to do the analysis here.
1972 static CastType getCastType(const Type *Src, const Type *Dest) {
1973   assert(Src->isIntegral() && Dest->isIntegral() &&
1974          "Only works on integral types!");
1975   unsigned SrcSize = Src->getPrimitiveSize()*8;
1976   if (Src == Type::BoolTy) SrcSize = 1;
1977   unsigned DestSize = Dest->getPrimitiveSize()*8;
1978   if (Dest == Type::BoolTy) DestSize = 1;
1979
1980   if (SrcSize == DestSize) return Noop;
1981   if (SrcSize > DestSize)  return Truncate;
1982   if (Src->isSigned()) return Signext;
1983   return Zeroext;
1984 }
1985
1986
1987 // isEliminableCastOfCast - Return true if it is valid to eliminate the CI
1988 // instruction.
1989 //
1990 static inline bool isEliminableCastOfCast(const Type *SrcTy, const Type *MidTy,
1991                                           const Type *DstTy, TargetData *TD) {
1992
1993   // It is legal to eliminate the instruction if casting A->B->A if the sizes
1994   // are identical and the bits don't get reinterpreted (for example 
1995   // int->float->int would not be allowed).
1996   if (SrcTy == DstTy && SrcTy->isLosslesslyConvertibleTo(MidTy))
1997     return true;
1998
1999   // If we are casting between pointer and integer types, treat pointers as
2000   // integers of the appropriate size for the code below.
2001   if (isa<PointerType>(SrcTy)) SrcTy = TD->getIntPtrType();
2002   if (isa<PointerType>(MidTy)) MidTy = TD->getIntPtrType();
2003   if (isa<PointerType>(DstTy)) DstTy = TD->getIntPtrType();
2004
2005   // Allow free casting and conversion of sizes as long as the sign doesn't
2006   // change...
2007   if (SrcTy->isIntegral() && MidTy->isIntegral() && DstTy->isIntegral()) {
2008     CastType FirstCast = getCastType(SrcTy, MidTy);
2009     CastType SecondCast = getCastType(MidTy, DstTy);
2010
2011     // Capture the effect of these two casts.  If the result is a legal cast,
2012     // the CastType is stored here, otherwise a special code is used.
2013     static const unsigned CastResult[] = {
2014       // First cast is noop
2015       0, 1, 2, 3,
2016       // First cast is a truncate
2017       1, 1, 4, 4,         // trunc->extend is not safe to eliminate
2018       // First cast is a sign ext
2019       2, 5, 2, 4,         // signext->zeroext never ok
2020       // First cast is a zero ext
2021       3, 5, 3, 3,
2022     };
2023
2024     unsigned Result = CastResult[FirstCast*4+SecondCast];
2025     switch (Result) {
2026     default: assert(0 && "Illegal table value!");
2027     case 0:
2028     case 1:
2029     case 2:
2030     case 3:
2031       // FIXME: in the future, when LLVM has explicit sign/zeroextends and
2032       // truncates, we could eliminate more casts.
2033       return (unsigned)getCastType(SrcTy, DstTy) == Result;
2034     case 4:
2035       return false;  // Not possible to eliminate this here.
2036     case 5:
2037       // Sign or zero extend followed by truncate is always ok if the result
2038       // is a truncate or noop.
2039       CastType ResultCast = getCastType(SrcTy, DstTy);
2040       if (ResultCast == Noop || ResultCast == Truncate)
2041         return true;
2042       // Otherwise we are still growing the value, we are only safe if the 
2043       // result will match the sign/zeroextendness of the result.
2044       return ResultCast == FirstCast;
2045     }
2046   }
2047   return false;
2048 }
2049
2050 static bool ValueRequiresCast(const Value *V, const Type *Ty, TargetData *TD) {
2051   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
2052   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
2053     if (isEliminableCastOfCast(CI->getOperand(0)->getType(), CI->getType(), Ty,
2054                                TD))
2055       return false;
2056   return true;
2057 }
2058
2059 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
2060 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
2061 /// casts that are known to not do anything...
2062 ///
2063 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Value *V, const Type *DestTy,
2064                                              Instruction *InsertBefore) {
2065   if (V->getType() == DestTy) return V;
2066   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
2067     return ConstantExpr::getCast(C, DestTy);
2068
2069   CastInst *CI = new CastInst(V, DestTy, V->getName());
2070   InsertNewInstBefore(CI, *InsertBefore);
2071   return CI;
2072 }
2073
2074 // CastInst simplification
2075 //
2076 Instruction *InstCombiner::visitCastInst(CastInst &CI) {
2077   Value *Src = CI.getOperand(0);
2078
2079   // If the user is casting a value to the same type, eliminate this cast
2080   // instruction...
2081   if (CI.getType() == Src->getType())
2082     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
2083
2084   // If casting the result of another cast instruction, try to eliminate this
2085   // one!
2086   //
2087   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {
2088     if (isEliminableCastOfCast(CSrc->getOperand(0)->getType(),
2089                                CSrc->getType(), CI.getType(), TD)) {
2090       // This instruction now refers directly to the cast's src operand.  This
2091       // has a good chance of making CSrc dead.
2092       CI.setOperand(0, CSrc->getOperand(0));
2093       return &CI;
2094     }
2095
2096     // If this is an A->B->A cast, and we are dealing with integral types, try
2097     // to convert this into a logical 'and' instruction.
2098     //
2099     if (CSrc->getOperand(0)->getType() == CI.getType() &&
2100         CI.getType()->isInteger() && CSrc->getType()->isInteger() &&
2101         CI.getType()->isUnsigned() && CSrc->getType()->isUnsigned() &&
2102         CSrc->getType()->getPrimitiveSize() < CI.getType()->getPrimitiveSize()){
2103       assert(CSrc->getType() != Type::ULongTy &&
2104              "Cannot have type bigger than ulong!");
2105       uint64_t AndValue = (1ULL << CSrc->getType()->getPrimitiveSize()*8)-1;
2106       Constant *AndOp = ConstantUInt::get(CI.getType(), AndValue);
2107       return BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndOp);
2108     }
2109   }
2110
2111   // If this is a cast to bool, turn it into the appropriate setne instruction.
2112   if (CI.getType() == Type::BoolTy)
2113     return BinaryOperator::createSetNE(CI.getOperand(0),
2114                        Constant::getNullValue(CI.getOperand(0)->getType()));
2115
2116   // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
2117   // this into a cast of the original pointer!
2118   //
2119   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
2120     bool AllZeroOperands = true;
2121     for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
2122       if (!isa<Constant>(GEP->getOperand(i)) ||
2123           !cast<Constant>(GEP->getOperand(i))->isNullValue()) {
2124         AllZeroOperands = false;
2125         break;
2126       }
2127     if (AllZeroOperands) {
2128       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
2129       return &CI;
2130     }
2131   }
2132
2133   // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
2134   // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
2135   //
2136   if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
2137     if (AI->hasOneUse() && !AI->isArrayAllocation())
2138       if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(CI.getType())) {
2139         // Get the type really allocated and the type casted to...
2140         const Type *AllocElTy = AI->getAllocatedType();
2141         const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
2142         if (AllocElTy->isSized() && CastElTy->isSized()) {
2143           unsigned AllocElTySize = TD->getTypeSize(AllocElTy);
2144           unsigned CastElTySize = TD->getTypeSize(CastElTy);
2145
2146           // If the allocation is for an even multiple of the cast type size
2147           if (CastElTySize && (AllocElTySize % CastElTySize == 0)) {
2148             Value *Amt = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, 
2149                                          AllocElTySize/CastElTySize);
2150             std::string Name = AI->getName(); AI->setName("");
2151             AllocationInst *New;
2152             if (isa<MallocInst>(AI))
2153               New = new MallocInst(CastElTy, Amt, Name);
2154             else
2155               New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, Name);
2156             InsertNewInstBefore(New, *AI);
2157             return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
2158           }
2159         }
2160       }
2161
2162   // If the source value is an instruction with only this use, we can attempt to
2163   // propagate the cast into the instruction.  Also, only handle integral types
2164   // for now.
2165   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src))
2166     if (SrcI->hasOneUse() && Src->getType()->isIntegral() &&
2167         CI.getType()->isInteger()) {  // Don't mess with casts to bool here
2168       const Type *DestTy = CI.getType();
2169       unsigned SrcBitSize = getTypeSizeInBits(Src->getType());
2170       unsigned DestBitSize = getTypeSizeInBits(DestTy);
2171
2172       Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
2173       Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
2174
2175       switch (SrcI->getOpcode()) {
2176       case Instruction::Add:
2177       case Instruction::Mul:
2178       case Instruction::And:
2179       case Instruction::Or:
2180       case Instruction::Xor:
2181         // If we are discarding information, or just changing the sign, rewrite.
2182         if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
2183           // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow two
2184           // casts to be inserted if the sizes are the same.  This could only be
2185           // converting signedness, which is a noop.
2186           if (DestBitSize == SrcBitSize || !ValueRequiresCast(Op1, DestTy,TD) ||
2187               !ValueRequiresCast(Op0, DestTy, TD)) {
2188             Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, SrcI);
2189             Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Op1, DestTy, SrcI);
2190             return BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(SrcI)
2191                              ->getOpcode(), Op0c, Op1c);
2192           }
2193         }
2194         break;
2195       case Instruction::Shl:
2196         // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow changing
2197         // the size of the shift, UNLESS the shift amount is a constant.  We
2198         // mush not change variable sized shifts to a smaller size, because it
2199         // is undefined to shift more bits out than exist in the value.
2200         if (DestBitSize == SrcBitSize ||
2201             (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
2202           Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, SrcI);
2203           return new ShiftInst(Instruction::Shl, Op0c, Op1);
2204         }
2205         break;
2206       }
2207     }
2208   
2209   return 0;
2210 }
2211
2212 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
2213 ///   %C = or %A, %B
2214 ///   %D = select %cond, %C, %A
2215 /// into:
2216 ///   %C = select %cond, %B, 0
2217 ///   %D = or %A, %C
2218 ///
2219 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
2220 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
2221 /// equal the other incoming value of the select.
2222 ///
2223 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
2224   switch (I->getOpcode()) {
2225   case Instruction::Add:
2226   case Instruction::Mul:
2227   case Instruction::And:
2228   case Instruction::Or:
2229   case Instruction::Xor:
2230     return 3;              // Can fold through either operand.
2231   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
2232   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
2233   case Instruction::Shr:
2234     return 1;           
2235   default:
2236     return 0;              // Cannot fold
2237   }
2238 }
2239
2240 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
2241 /// function, return the identity constant that goes into the select.
2242 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
2243   switch (I->getOpcode()) {
2244   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
2245   case Instruction::Add:
2246   case Instruction::Sub:
2247   case Instruction::Or:
2248   case Instruction::Xor:
2249     return Constant::getNullValue(I->getType());
2250   case Instruction::Shl:
2251   case Instruction::Shr:
2252     return Constant::getNullValue(Type::UByteTy);
2253   case Instruction::And:
2254     return ConstantInt::getAllOnesValue(I->getType());
2255   case Instruction::Mul:
2256     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
2257   }
2258 }
2259
2260 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
2261   Value *CondVal = SI.getCondition();
2262   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
2263   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
2264
2265   // select true, X, Y  -> X
2266   // select false, X, Y -> Y
2267   if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(CondVal))
2268     if (C == ConstantBool::True)
2269       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
2270     else {
2271       assert(C == ConstantBool::False);
2272       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
2273     }
2274
2275   // select C, X, X -> X
2276   if (TrueVal == FalseVal)
2277     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
2278
2279   if (SI.getType() == Type::BoolTy)
2280     if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(TrueVal)) {
2281       if (C == ConstantBool::True) {
2282         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
2283         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
2284       } else {
2285         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
2286         Value *NotCond =
2287           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
2288                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
2289         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
2290       }
2291     } else if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(FalseVal)) {
2292       if (C == ConstantBool::False) {
2293         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
2294         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
2295       } else {
2296         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
2297         Value *NotCond =
2298           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
2299                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
2300         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
2301       }
2302     }
2303
2304   // Selecting between two integer constants?
2305   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
2306     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
2307       // select C, 1, 0 -> cast C to int
2308       if (FalseValC->isNullValue() && TrueValC->getRawValue() == 1) {
2309         return new CastInst(CondVal, SI.getType());
2310       } else if (TrueValC->isNullValue() && FalseValC->getRawValue() == 1) {
2311         // select C, 0, 1 -> cast !C to int
2312         Value *NotCond =
2313           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
2314                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
2315         return new CastInst(NotCond, SI.getType());
2316       }
2317
2318       // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
2319       // have a setcc instruction with zero, and we have an 'and' with the
2320       // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
2321       // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
2322       if (TrueValC->isNullValue() || FalseValC->isNullValue())
2323         if (Instruction *IC = dyn_cast<Instruction>(SI.getCondition()))
2324           if ((IC->getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
2325                IC->getOpcode() == Instruction::SetNE) &&
2326               isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
2327               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
2328             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
2329               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
2330                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) && 
2331                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC || 
2332                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) && 
2333                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
2334                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
2335                 // know whether we have a setne or seteq and whether the true or
2336                 // false val is the zero.
2337                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isNullValue();
2338                 ShouldNotVal ^= IC->getOpcode() == Instruction::SetNE;
2339                 Value *V = ICA;
2340                 if (ShouldNotVal)
2341                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
2342                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
2343                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
2344               }
2345     }
2346
2347   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
2348   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(CondVal)) {
2349     if (SCI->getOperand(0) == TrueVal && SCI->getOperand(1) == FalseVal) {
2350       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
2351       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ)
2352         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
2353       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
2354       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE)
2355         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
2356       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
2357
2358     } else if (SCI->getOperand(0) == FalseVal && SCI->getOperand(1) == TrueVal){
2359       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
2360       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ)
2361         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
2362       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
2363       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE)
2364         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
2365       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
2366     }
2367   }
2368   
2369   // See if we can fold the select into one of our operands.
2370   if (SI.getType()->isInteger()) {
2371     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
2372     // transformation we are doing here.
2373     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
2374       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
2375           !isa<Constant>(FalseVal))
2376         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
2377           unsigned OpToFold = 0;
2378           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
2379             OpToFold = 1;
2380           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
2381             OpToFold = 2;
2382           }
2383
2384           if (OpToFold) {
2385             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
2386             std::string Name = TVI->getName(); TVI->setName("");
2387             Instruction *NewSel =
2388               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C,
2389                              Name);
2390             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
2391             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
2392               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
2393             else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(TVI))
2394               return new ShiftInst(SI->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
2395             else {
2396               assert(0 && "Unknown instruction!!");
2397             }
2398           }
2399         }
2400     
2401     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
2402       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
2403           !isa<Constant>(TrueVal))
2404         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
2405           unsigned OpToFold = 0;
2406           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
2407             OpToFold = 1;
2408           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
2409             OpToFold = 2;
2410           }
2411
2412           if (OpToFold) {
2413             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
2414             std::string Name = FVI->getName(); FVI->setName("");
2415             Instruction *NewSel =
2416               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold),
2417                              Name);
2418             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
2419             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
2420               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
2421             else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(FVI))
2422               return new ShiftInst(SI->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
2423             else {
2424               assert(0 && "Unknown instruction!!");
2425             }
2426           }
2427         }
2428   }
2429   return 0;
2430 }
2431
2432
2433 // CallInst simplification
2434 //
2435 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
2436   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
2437   // visitCallSite.
2438   if (Function *F = CI.getCalledFunction())
2439     switch (F->getIntrinsicID()) {
2440     case Intrinsic::memmove:
2441     case Intrinsic::memcpy:
2442     case Intrinsic::memset:
2443       // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
2444       if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(CI.getOperand(3))) {
2445         if (NumBytes->isNullValue())
2446           return EraseInstFromFunction(CI);
2447       }
2448       break;
2449     default:
2450       break;
2451     }
2452
2453   return visitCallSite(&CI);
2454 }
2455
2456 // InvokeInst simplification
2457 //
2458 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
2459   return visitCallSite(&II);
2460 }
2461
2462 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
2463 //
2464 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
2465   bool Changed = false;
2466
2467   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
2468   // to the arguments of the call/invoke.
2469   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
2470
2471   Value *Callee = CS.getCalledValue();
2472   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
2473   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
2474   if (FTy->isVarArg()) {
2475     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
2476     // the call.
2477     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
2478            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
2479       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
2480         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
2481         // area, we can eliminate the use of the cast.
2482         Value *Op = CI->getOperand(0);
2483         if (CI->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(Op->getType())) {
2484           *I = Op;
2485           Changed = true;
2486         }
2487       }
2488   }
2489   
2490   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
2491 }
2492
2493 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
2494 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
2495 //
2496 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
2497   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
2498   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
2499   if (CE->getOpcode() != Instruction::Cast || !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
2500     return false;
2501   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
2502   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
2503
2504   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
2505   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
2506   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
2507   //
2508   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
2509   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
2510
2511   // Check to see if we are changing the return type...
2512   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
2513     if (Callee->isExternal() &&
2514         !OldRetTy->isLosslesslyConvertibleTo(FT->getReturnType()) &&
2515         !Caller->use_empty())
2516       return false;   // Cannot transform this return value...
2517
2518     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
2519     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
2520     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
2521     // the critical edge).  Bail out in this case.
2522     if (!Caller->use_empty())
2523       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
2524         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
2525              UI != E; ++UI)
2526           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
2527             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
2528                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
2529               return false;
2530   }
2531
2532   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
2533   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
2534                                     
2535   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
2536   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
2537     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
2538     bool isConvertible = (*AI)->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(ParamTy);
2539     if (Callee->isExternal() && !isConvertible) return false;    
2540   }
2541
2542   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
2543       Callee->isExternal())
2544     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
2545
2546   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
2547   // inserting cast instructions as necessary...
2548   std::vector<Value*> Args;
2549   Args.reserve(NumActualArgs);
2550
2551   AI = CS.arg_begin();
2552   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
2553     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
2554     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
2555       Args.push_back(*AI);
2556     } else {
2557       Args.push_back(InsertNewInstBefore(new CastInst(*AI, ParamTy, "tmp"),
2558                                          *Caller));
2559     }
2560   }
2561
2562   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
2563   // now...
2564   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
2565     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
2566
2567   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
2568   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
2569     if (!FT->isVarArg()) {
2570       std::cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
2571                 << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
2572     } else {
2573       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
2574       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
2575         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
2576         if (PTy != (*AI)->getType()) {
2577           // Must promote to pass through va_arg area!
2578           Instruction *Cast = new CastInst(*AI, PTy, "tmp");
2579           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
2580           Args.push_back(Cast);
2581         } else {
2582           Args.push_back(*AI);
2583         }
2584       }
2585     }
2586
2587   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
2588     Caller->setName("");   // Void type should not have a name...
2589
2590   Instruction *NC;
2591   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
2592     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
2593                         Args, Caller->getName(), Caller);
2594   } else {
2595     NC = new CallInst(Callee, Args, Caller->getName(), Caller);
2596   }
2597
2598   // Insert a cast of the return type as necessary...
2599   Value *NV = NC;
2600   if (Caller->getType() != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
2601     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
2602       NV = NC = new CastInst(NC, Caller->getType(), "tmp");
2603
2604       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
2605       // non-phi, instruction in the normal successor block.
2606       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
2607         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
2608         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
2609         InsertNewInstBefore(NC, *I);
2610       } else {
2611         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
2612         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
2613       }
2614       AddUsersToWorkList(*Caller);
2615     } else {
2616       NV = Constant::getNullValue(Caller->getType());
2617     }
2618   }
2619
2620   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
2621     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
2622   Caller->getParent()->getInstList().erase(Caller);
2623   removeFromWorkList(Caller);
2624   return true;
2625 }
2626
2627
2628
2629 // PHINode simplification
2630 //
2631 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
2632   if (Value *V = hasConstantValue(&PN))
2633     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
2634
2635   // If the only user of this instruction is a cast instruction, and all of the
2636   // incoming values are constants, change this PHI to merge together the casted
2637   // constants.
2638   if (PN.hasOneUse())
2639     if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(PN.use_back()))
2640       if (CI->getType() != PN.getType()) {  // noop casts will be folded
2641         bool AllConstant = true;
2642         for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
2643           if (!isa<Constant>(PN.getIncomingValue(i))) {
2644             AllConstant = false;
2645             break;
2646           }
2647         if (AllConstant) {
2648           // Make a new PHI with all casted values.
2649           PHINode *New = new PHINode(CI->getType(), PN.getName(), &PN);
2650           for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
2651             Constant *OldArg = cast<Constant>(PN.getIncomingValue(i));
2652             New->addIncoming(ConstantExpr::getCast(OldArg, New->getType()),
2653                              PN.getIncomingBlock(i));
2654           }
2655
2656           // Update the cast instruction.
2657           CI->setOperand(0, New);
2658           WorkList.push_back(CI);    // revisit the cast instruction to fold.
2659           WorkList.push_back(New);   // Make sure to revisit the new Phi
2660           return &PN;                // PN is now dead!
2661         }
2662       }
2663   return 0;
2664 }
2665
2666 static Value *InsertSignExtendToPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
2667                                       Instruction *InsertPoint,
2668                                       InstCombiner *IC) {
2669   unsigned PS = IC->getTargetData().getPointerSize();
2670   const Type *VTy = V->getType();
2671   Instruction *Cast;
2672   if (!VTy->isSigned() && VTy->getPrimitiveSize() < PS)
2673     // We must insert a cast to ensure we sign-extend.
2674     V = IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(V, VTy->getSignedVersion(),
2675                                              V->getName()), *InsertPoint);
2676   return IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(V, DTy, V->getName()),
2677                                  *InsertPoint);
2678 }
2679
2680
2681 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
2682   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
2683   // Is it 'getelementptr %P, long 0'  or 'getelementptr %P'
2684   // If so, eliminate the noop.
2685   if (GEP.getNumOperands() == 1)
2686     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
2687
2688   bool HasZeroPointerIndex = false;
2689   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
2690     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
2691
2692   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
2693     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
2694
2695   // Eliminate unneeded casts for indices.
2696   bool MadeChange = false;
2697   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
2698   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI)
2699     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
2700       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
2701         Value *Src = CI->getOperand(0);
2702         const Type *SrcTy = Src->getType();
2703         const Type *DestTy = CI->getType();
2704         if (Src->getType()->isInteger()) {
2705           if (SrcTy->getPrimitiveSize() == DestTy->getPrimitiveSize()) {
2706             // We can always eliminate a cast from ulong or long to the other.
2707             // We can always eliminate a cast from uint to int or the other on
2708             // 32-bit pointer platforms.
2709             if (DestTy->getPrimitiveSize() >= TD->getPointerSize()) {
2710               MadeChange = true;
2711               GEP.setOperand(i, Src);
2712             }
2713           } else if (SrcTy->getPrimitiveSize() < DestTy->getPrimitiveSize() &&
2714                      SrcTy->getPrimitiveSize() == 4) {
2715             // We can always eliminate a cast from int to [u]long.  We can
2716             // eliminate a cast from uint to [u]long iff the target is a 32-bit
2717             // pointer target.
2718             if (SrcTy->isSigned() || 
2719                 SrcTy->getPrimitiveSize() >= TD->getPointerSize()) {
2720               MadeChange = true;
2721               GEP.setOperand(i, Src);
2722             }
2723           }
2724         }
2725       }
2726       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
2727       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
2728       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
2729       // obvious.
2730       Value *Op = GEP.getOperand(i);
2731       if (Op->getType()->getPrimitiveSize() > TD->getPointerSize())
2732         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
2733           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getCast(C,
2734                                      TD->getIntPtrType()->getSignedVersion()));
2735           MadeChange = true;
2736         } else {
2737           Op = InsertNewInstBefore(new CastInst(Op, TD->getIntPtrType(),
2738                                                 Op->getName()), GEP);
2739           GEP.setOperand(i, Op);
2740           MadeChange = true;
2741         }
2742
2743       // If this is a constant idx, make sure to canonicalize it to be a signed
2744       // operand, otherwise CSE and other optimizations are pessimized.
2745       if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op)) {
2746         GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getCast(CUI,
2747                                           CUI->getType()->getSignedVersion()));
2748         MadeChange = true;
2749       }
2750     }
2751   if (MadeChange) return &GEP;
2752
2753   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
2754   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
2755   // getelementptr instructions into a single instruction.
2756   //
2757   std::vector<Value*> SrcGEPOperands;
2758   if (GetElementPtrInst *Src = dyn_cast<GetElementPtrInst>(PtrOp)) {
2759     SrcGEPOperands.assign(Src->op_begin(), Src->op_end());
2760   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(PtrOp)) {
2761     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
2762       SrcGEPOperands.assign(CE->op_begin(), CE->op_end());
2763   }
2764
2765   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
2766     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
2767     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
2768     // avoids us creating a TON of code in some cases.
2769     //
2770     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
2771         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
2772       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
2773
2774     std::vector<Value *> Indices;
2775
2776     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
2777     bool EndsWithSequential = false;
2778     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
2779            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
2780       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
2781   
2782     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
2783     if (EndsWithSequential) {
2784       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
2785       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
2786       //
2787       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
2788       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
2789         Sum = GO1;
2790       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
2791         Sum = SO1;
2792       } else {
2793         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
2794         // target's pointer size.
2795         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
2796           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
2797             SO1 = ConstantExpr::getCast(SO1C, GO1->getType());
2798           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
2799             GO1 = ConstantExpr::getCast(GO1C, SO1->getType());
2800           } else {
2801             unsigned PS = TD->getPointerSize();
2802             Instruction *Cast;
2803             if (SO1->getType()->getPrimitiveSize() == PS) {
2804               // Convert GO1 to SO1's type.
2805               GO1 = InsertSignExtendToPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
2806
2807             } else if (GO1->getType()->getPrimitiveSize() == PS) {
2808               // Convert SO1 to GO1's type.
2809               SO1 = InsertSignExtendToPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
2810             } else {
2811               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
2812               SO1 = InsertSignExtendToPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
2813               GO1 = InsertSignExtendToPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
2814             }
2815           }
2816         }
2817         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
2818           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
2819         else {
2820           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
2821           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
2822         }
2823       }
2824
2825       // Recycle the GEP we already have if possible.
2826       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
2827         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
2828         GEP.setOperand(1, Sum);
2829         return &GEP;
2830       } else {
2831         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
2832                        SrcGEPOperands.end()-1);
2833         Indices.push_back(Sum);
2834         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
2835       }
2836     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) && 
2837                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
2838                SrcGEPOperands.size() != 1) { 
2839       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
2840       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
2841                      SrcGEPOperands.end());
2842       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
2843     }
2844
2845     if (!Indices.empty())
2846       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], Indices, GEP.getName());
2847
2848   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
2849     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
2850     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
2851
2852     // Scan for nonconstants...
2853     std::vector<Constant*> Indices;
2854     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
2855     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
2856       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
2857
2858     if (I == E) {  // If they are all constants...
2859       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV, Indices);
2860
2861       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
2862       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
2863     }
2864   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(PtrOp)) {
2865     if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast) {
2866       if (HasZeroPointerIndex) {
2867         // transform: GEP (cast [10 x ubyte]* X to [0 x ubyte]*), long 0, ...
2868         // into     : GEP [10 x ubyte]* X, long 0, ...
2869         //
2870         // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
2871         //
2872         Constant *X = CE->getOperand(0);
2873         const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(CE->getType());
2874         if (const PointerType *XTy = dyn_cast<PointerType>(X->getType()))
2875           if (const ArrayType *XATy =
2876               dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
2877             if (const ArrayType *CATy =
2878                 dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
2879               if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
2880                 // At this point, we know that the cast source type is a pointer
2881                 // to an array of the same type as the destination pointer
2882                 // array.  Because the array type is never stepped over (there
2883                 // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
2884                 GEP.setOperand(0, X);
2885                 return &GEP;
2886               }
2887       }
2888     }
2889   }
2890
2891   return 0;
2892 }
2893
2894 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
2895   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
2896   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
2897     if (const ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(AI.getArraySize())) {
2898       const Type *NewTy = ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getValue());
2899       AllocationInst *New = 0;
2900
2901       // Create and insert the replacement instruction...
2902       if (isa<MallocInst>(AI))
2903         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getName());
2904       else {
2905         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
2906         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getName());
2907       }
2908
2909       InsertNewInstBefore(New, AI);
2910       
2911       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
2912       // allocas if possible...
2913       //
2914       BasicBlock::iterator It = New;
2915       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
2916
2917       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
2918       // insert our getelementptr instruction...
2919       //
2920       std::vector<Value*> Idx(2, Constant::getNullValue(Type::IntTy));
2921       Value *V = new GetElementPtrInst(New, Idx, New->getName()+".sub", It);
2922
2923       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
2924       // allocation.
2925       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
2926     }
2927
2928   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
2929   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
2930   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
2931   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() && 
2932       TD->getTypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
2933     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
2934
2935   return 0;
2936 }
2937
2938 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
2939   Value *Op = FI.getOperand(0);
2940
2941   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
2942   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op))
2943     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2944       FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
2945       return &FI;
2946     }
2947
2948   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
2949   // when lots of inlining happens.
2950   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
2951     return EraseInstFromFunction(FI);
2952
2953   return 0;
2954 }
2955
2956
2957 /// GetGEPGlobalInitializer - Given a constant, and a getelementptr
2958 /// constantexpr, return the constant value being addressed by the constant
2959 /// expression, or null if something is funny.
2960 ///
2961 static Constant *GetGEPGlobalInitializer(Constant *C, ConstantExpr *CE) {
2962   if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(CE->getOperand(1)->getType()))
2963     return 0;  // Do not allow stepping over the value!
2964
2965   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
2966   // addressing...
2967   gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
2968   for (++I; I != E; ++I)
2969     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*I)) {
2970       ConstantUInt *CU = cast<ConstantUInt>(I.getOperand());
2971       assert(CU->getValue() < STy->getNumElements() &&
2972              "Struct index out of range!");
2973       if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
2974         C = cast<Constant>(CS->getValues()[CU->getValue()]);
2975       } else if (isa<ConstantAggregateZero>(C)) {
2976         C = Constant::getNullValue(STy->getElementType(CU->getValue()));
2977       } else {
2978         return 0;
2979       }
2980     } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand())) {
2981       const ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(*I);
2982       if ((uint64_t)CI->getRawValue() >= ATy->getNumElements()) return 0;
2983       if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C))
2984         C = cast<Constant>(CA->getValues()[CI->getRawValue()]);
2985       else if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
2986         C = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
2987       else
2988         return 0;
2989     } else {
2990       return 0;
2991     }
2992   return C;
2993 }
2994
2995 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI) {
2996   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
2997
2998   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
2999   if (const PointerType *SrcTy =
3000       dyn_cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
3001     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
3002     if (SrcPTy->isSized() && DestPTy->isSized() &&
3003         IC.getTargetData().getTypeSize(SrcPTy) == 
3004             IC.getTargetData().getTypeSize(DestPTy) &&
3005         (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
3006         (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy))) {
3007       // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
3008       // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
3009       // the result of the loaded value.
3010       Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CI->getOperand(0),
3011                                                            CI->getName()), LI);
3012       // Now cast the result of the load.
3013       return new CastInst(NewLoad, LI.getType());
3014     }
3015   }
3016   return 0;
3017 }
3018
3019 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
3020   Value *Op = LI.getOperand(0);
3021   if (LI.isVolatile()) return 0;
3022
3023   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op))
3024     if (C->isNullValue())  // load null -> 0
3025       return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
3026
3027   // Instcombine load (constant global) into the value loaded...
3028   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
3029     if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
3030       return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
3031
3032   // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded...
3033   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
3034     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
3035       if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
3036         if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
3037           if (Constant *V = GetGEPGlobalInitializer(GV->getInitializer(), CE))
3038             return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
3039     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast) {
3040       if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
3041         return Res;
3042     }
3043
3044   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
3045   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op))
3046     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
3047       return Res;
3048
3049   return 0;
3050 }
3051
3052
3053 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
3054   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
3055   if (BI.isConditional() && !isa<Constant>(BI.getCondition())) {
3056     if (Value *V = dyn_castNotVal(BI.getCondition())) {
3057       BasicBlock *TrueDest = BI.getSuccessor(0);
3058       BasicBlock *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
3059       // Swap Destinations and condition...
3060       BI.setCondition(V);
3061       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
3062       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
3063       return &BI;
3064     } else if (SetCondInst *I = dyn_cast<SetCondInst>(BI.getCondition())) {
3065       // Cannonicalize setne -> seteq
3066       if ((I->getOpcode() == Instruction::SetNE ||
3067            I->getOpcode() == Instruction::SetLE ||
3068            I->getOpcode() == Instruction::SetGE) && I->hasOneUse()) {
3069         std::string Name = I->getName(); I->setName("");
3070         Instruction::BinaryOps NewOpcode =
3071           SetCondInst::getInverseCondition(I->getOpcode());
3072         Value *NewSCC =  BinaryOperator::create(NewOpcode, I->getOperand(0),
3073                                                 I->getOperand(1), Name, I);
3074         BasicBlock *TrueDest = BI.getSuccessor(0);
3075         BasicBlock *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
3076         // Swap Destinations and condition...
3077         BI.setCondition(NewSCC);
3078         BI.setSuccessor(0, FalseDest);
3079         BI.setSuccessor(1, TrueDest);
3080         removeFromWorkList(I);
3081         I->getParent()->getInstList().erase(I);
3082         WorkList.push_back(cast<Instruction>(NewSCC));
3083         return &BI;
3084       }
3085     }
3086   }
3087   return 0;
3088 }
3089
3090 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
3091   Value *Cond = SI.getCondition();
3092   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
3093     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
3094       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3095         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
3096         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
3097           SI.setOperand(i, ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
3098                                                 AddRHS));
3099         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
3100         WorkList.push_back(I);
3101         return &SI;
3102       }
3103   }
3104   return 0;
3105 }
3106
3107
3108 void InstCombiner::removeFromWorkList(Instruction *I) {
3109   WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin(), WorkList.end(), I),
3110                  WorkList.end());
3111 }
3112
3113 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
3114   bool Changed = false;
3115   TD = &getAnalysis<TargetData>();
3116
3117   for (inst_iterator i = inst_begin(F), e = inst_end(F); i != e; ++i)
3118     WorkList.push_back(&*i);
3119
3120
3121   while (!WorkList.empty()) {
3122     Instruction *I = WorkList.back();  // Get an instruction from the worklist
3123     WorkList.pop_back();
3124
3125     // Check to see if we can DCE or ConstantPropagate the instruction...
3126     // Check to see if we can DIE the instruction...
3127     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
3128       // Add operands to the worklist...
3129       if (I->getNumOperands() < 4)
3130         AddUsesToWorkList(*I);
3131       ++NumDeadInst;
3132
3133       I->getParent()->getInstList().erase(I);
3134       removeFromWorkList(I);
3135       continue;
3136     }
3137
3138     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it...
3139     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I)) {
3140       // Add operands to the worklist...
3141       AddUsesToWorkList(*I);
3142       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
3143
3144       ++NumConstProp;
3145       I->getParent()->getInstList().erase(I);
3146       removeFromWorkList(I);
3147       continue;
3148     }
3149
3150     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
3151     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
3152       ++NumCombined;
3153       // Should we replace the old instruction with a new one?
3154       if (Result != I) {
3155         DEBUG(std::cerr << "IC: Old = " << *I
3156                         << "    New = " << *Result);
3157
3158         // Everything uses the new instruction now.
3159         I->replaceAllUsesWith(Result);
3160
3161         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
3162         WorkList.push_back(Result);
3163         AddUsersToWorkList(*Result);
3164
3165         // Move the name to the new instruction first...
3166         std::string OldName = I->getName(); I->setName("");
3167         Result->setName(OldName);
3168
3169         // Insert the new instruction into the basic block...
3170         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
3171         InstParent->getInstList().insert(I, Result);
3172
3173         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
3174         // use counts.
3175         for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
3176           if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
3177             WorkList.push_back(OpI);
3178
3179         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
3180         // we do not process an instruction that has been deleted.
3181         removeFromWorkList(I);
3182
3183         // Erase the old instruction.
3184         InstParent->getInstList().erase(I);
3185       } else {
3186         DEBUG(std::cerr << "IC: MOD = " << *I);
3187
3188         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
3189         // if so, remove it.
3190         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
3191           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
3192           // use counts.
3193           for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
3194             if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
3195               WorkList.push_back(OpI);
3196           
3197           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
3198           // occurrances of this instruction.
3199           removeFromWorkList(I);
3200           I->getParent()->getInstList().erase(I);
3201         } else {
3202           WorkList.push_back(Result);
3203           AddUsersToWorkList(*Result);
3204         }
3205       }
3206       Changed = true;
3207     }
3208   }
3209
3210   return Changed;
3211 }
3212
3213 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
3214   return new InstCombiner();
3215 }
3216